分光光度计.原理、仪器和应用

什么是分光光度计？

• 分光光度计是测量样品吸收光量的仪器。
• 分光光度计技术主要用于测量溶液中溶质的浓度，方法是在放置在分光光度计中的比色皿中测量溶液吸收的光的量。
• 1940年，美国国家技术实验室(NTL)的科学家阿诺德·j·贝克曼和他的同事发明了贝克曼DU分光光度计。

分光光度计原理

分光光度计技术是测量光强度与波长的函数关系。它通过将光束衍射成波长光谱，用电荷耦合器件检测强度，并将结果显示为检测器上的图形，然后显示在显示设备上。

1. 在分光光度计中，使用棱镜（或）光栅将入射光束分为不同的波长。
2. 通过合适的机制，可以操纵特定波长的波落在测试溶液上。入射光的波长范围可低至1至2nm。
3. 分光光度计可用于测量化合物的吸收光谱，即溶液在每个波长下对光的吸收。

仪器的分光光度计

分光光度计仪器的主要组成部分包括:

1. 一张桌子和一个便宜的暖气片能量来源

• 可以通过高压放电（或电加热）激发到高能状态的材料是优良的辐射能源。

2. A.单色仪，将多色辐射分解为多个波长的成分波段。

• 单色仪将多色辐射分解成单个波长，并将这些波长分离成非常窄的波段。

棱镜:

• 由于棱镜能够在不同程度上反射不同的波长，因此它将多色光从光源分散到其组成波长
• 两种类型的棱镜通常用于商业仪器。即600角石英棱镜和300利特罗棱镜。

栅栏：

• 光栅通常用于紫外、可见和红外区域的分光光度计的单色器中。

3. 运输船（比色杯），以容纳样品

• 在紫外（或）可见光区域进行研究的样品通常是玻璃（或）溶液，并放入称为“反应杯”的细胞中。
• 用于可见区域的反应杯由普通玻璃（或石英）制成。

4. 一个光敏探测器以及相关的读出系统

• 大多数探测器依赖于光电效应。电流与光强成正比，因此是光强的量度。
• 辐射探测器产生与发射光成正比的电子信号。
• 这些信号需要翻译成易于解释的形式。
• 这是通过使用放大器，电流表，电位器和电位器记录仪来实现的。

应用

分光光度计的一些主要应用包括:

• 物质浓度的检测
• 检测杂质
• 有机化合物的结构说明
• 监测淡水和海洋生态系统中的溶解氧含量
• 表征蛋白质
• 功能群的检测
• 医院呼吸气体分析
• 化合物的分子量测定
• 可见光和紫外分光光度计可用于鉴定纯态和生物制剂中的化合物类别。

参考文献

1. https://www.biochemden.com/spectrophotometer-instrumentation-principle/
2. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=10245
3. https://web.stanford.edu/class/chem184/lectures08/Zare_Spectroscopy.pdf
4. https://byjus.com/chemistry/spectrophotometer-principle/
5. https://www.slideshare.net/rey216/spect

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