紫外可見分光光度計是基于紫外可見分光光度法原理,利用物質(zhì)分子對紫外可見光譜區(qū)的輻射吸收來進行分析的一種分析儀器。
它是一種廣泛應用于許多科學領(lǐng)域的技術(shù),從細菌培養(yǎng)、藥物鑒定和核酸純度檢查和定量,到飲料行業(yè)的質(zhì)量控制和化學研究。
紫外可見分光光度計由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號處理器等部件組成。
提供符合要求的入射光的裝置,有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用于可見光區(qū),一般為鎢燈和鹵鎢燈,波長范圍是350~1000nm;氣體放電光源用于紫外光區(qū),一般為氫燈和氘燈,連續(xù)波長范圍是180~360nm。
將光源產(chǎn)生的復合光分解為單色光和分出所需的單色光束,它是分光光度計的心臟部分。
又稱比色皿,供盛放試液進行吸光度測量之用,其底及兩側(cè)為毛玻璃,另兩面為光學透光面,為減少光的反射損失,吸收池的光學面必須完全垂直于光束方向。根據(jù)材質(zhì)可分為玻璃池和石英池兩種,前者用于可見光光區(qū)測定,后者用于紫外光區(qū)。
將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置,測量吸光度時,并非直接測量透過吸收池的光強度,而是將光強度轉(zhuǎn)換為電流信號進行測試,這種光電轉(zhuǎn)換器件稱為檢測器。
· 按繪制光譜圖的檢測方式分為分光掃描檢測與二極管陣列全譜檢測。
· 在飼料分析中可用于檢測煙酸、棉酚、磷化氫和甲酯等。
快速驗證RNA和DNA的純度和濃度是一種特別廣泛的應用。在制備DNA或RNA樣品時,例如用于測序等下游應用時,通常重要的是要驗證其中一個樣品沒有被其他,或從分離過程中攜帶的蛋白質(zhì)或化學物質(zhì)。
最常見的用途之一是在制藥行業(yè)。使用數(shù)學導數(shù)處理允許解析原始光譜中的重疊吸收峰以識別單個藥物化合物。例如,苯佐卡因(一種局部麻醉劑)和金霉素(一種抗生素)可通過將第一個數(shù)學導數(shù)應用于吸光度光譜,同時在商業(yè)獸用粉末制劑中進行鑒定。通過為每種化合物構(gòu)建校準函數(shù),可以在微克/毫升的濃度范圍內(nèi)同時定量這兩種物質(zhì)。
OD測量通常使用600nm的波長快速進行,以估計細胞濃度并跟蹤生長。600nm是常用和優(yōu)選的,因為它們在其中生長的細菌培養(yǎng)基的光學特性以及避免在需要繼續(xù)實驗的情況下?lián)p壞細胞。
識別飲料中的特定化合物是另一個常見應用。咖啡因含量必須在一定的法律限制內(nèi),紫外線可以促進量化。某些類別的有色物質(zhì),例如在藍莓、覆盆子、黑莓和櫻桃中發(fā)現(xiàn)的花青素,可以通過匹配它們在葡萄酒中的已知峰值吸收波長來輕松識別,以便使用紫外可見吸收進行質(zhì)量控制。
這種技術(shù)也可用于許多其他行業(yè)。例如,測量顏色指數(shù)可用于監(jiān)控變壓器油,作為確保電力安全輸送的預防措施。測量血紅蛋白的吸光度以確定血紅蛋白濃度可用于癌癥研究。在廢水處理中,可用于動力學和監(jiān)測研究,通過比較一段時間內(nèi)的光譜,確保某些染料或染料副產(chǎn)品已被正確去除。
各項指標的重要性
1、穩(wěn)定性的重要性
其穩(wěn)定性應包括基線漂移和光度重復性兩個方面。使用時有一個很重要的原則或宗旨就是儀器要穩(wěn)定可靠。如果一臺儀器的穩(wěn)定性差,就不可能得到滿意的分析測試結(jié)果。儀器的穩(wěn)定性是制造、挑選或使用紫外可見分光光度計的關(guān)鍵問題之一。
有些使用者把基線漂移作為穩(wěn)定性,實際上基線漂移只是穩(wěn)定性的內(nèi)容之一。如果一臺紫外可見分光光度計的基線漂移符合使用要求,但其光度重復性很差,它仍然不能滿足使用者的使用要求;反之,如果一臺紫外可見分光光度計的光度重復性符合使用要求,但其基線漂移大,它也不能滿足使用要求。只有基線漂移很小、重復性也很好的儀器才能滿足使用要求,才是好儀器。
2、光譜帶寬的重要性
影響其定量分析誤差的因素很多,光譜帶寬就是主要因素之一。
首先來看A.J.Owen關(guān)于光譜帶寬對分析誤差的影響的研究,他指出光譜帶寬(SBW)/自然帶寬(NBW)≤O.1時,該儀器可滿足99%的試樣的分析,并且分析準確度可達99. 5%。從他給出的例子可知,當用1nm光譜帶寬測試時,可得出一個很漂亮的光譜圖;當同一操作者使用同一儀器和同一樣品,分別改用5nm、lOnm、20nm、50nm光譜帶寬測試時,所得的譜圖明顯比用1nm光譜帶寬測試的峰高低很多。在20nm光譜帶寬測試時,兩個峰變成了一個馬鞍形的峰。特別在50nm光譜帶寬測試時,兩個峰就變成了一個饅頭峰。由此可見,光譜帶寬對分析測試誤差的影響很大。
所以,應重視對光譜帶寬的選擇,以便提高分析測試結(jié)果的可靠性,提高分析測試技術(shù)水平。
3、基線平直度的重要性
其基線平直度是指每個波長上的光度噪聲,它是用戶最關(guān)心的技術(shù)指標之一,也是儀器各個波長上主要分析誤差的來源之一,它決定儀器在各個波長下的分析檢測濃度的下限(或決定各個波長下儀器的靈敏度)。
目前,許多使用者都不正確給出基線平直度這個關(guān)鍵性能技術(shù)指標。不管是高檔紫外可見分光光度汁,還是一般的紫外可見分光光度計,給的基線平直度都是±0.001A。其實這些達不到±0.001A,而有些優(yōu)于±0.001A。所以,紫外可見分光光度計的設計者、生產(chǎn)者和使用者都要高度重視基線平直度這個技術(shù)指標。
4、線性動態(tài)范圍的重要性
線性動態(tài)范圍是影響分析測試誤差的技術(shù)指標。如果儀器的線性動態(tài)范圍很寬,則無論是對很稀的樣品還是對很濃的樣品進行分析時,其分析測試的結(jié)果都在所要求的誤差范圍內(nèi)。所以應選擇線性動態(tài)范圍大的紫外可見分光光度計。
其線性動態(tài)范圍取決于儀器的雜散光和噪聲,它們是分測試誤差的主要來源。雜散光限制被分析測試樣品濃度的上限。噪聲限制被分析樣品濃度的下限。其線性動態(tài)范圍非常重要,它限制儀器的使用范圍(即限制儀器的適用性)。
5、波長準確度的重要性
所謂波長準確度是指波長的實際測定值與理論值(真值)的差。其波長準確度是很重要的技術(shù)指標,特別是在對不同儀器的測試結(jié)果進行比較時,波長準確度更加重要。
例如,若要比對兩臺紫外可見分光光度計對同一樣品的分析測試結(jié)果,如果儀器的波長準確度不好,就無法進行比較,或比較不出正確的結(jié)果。同一物質(zhì)進行測試時,由于不同波長時摩爾吸光系數(shù)不同,就會有不同的靈敏度,即使是同一樣品,測試的數(shù)據(jù)也會不相同。如果使用者要用一臺紫外可見分光光度計做定量分析,若儀器的波長準確度不好,也會因儀器的波長誤差而產(chǎn)生很大的分析誤差。因此其波長準確度非常重要,它是制造者和使用者應該重視的一個技術(shù)指標。