紫外可见分光光度计及其应用

　　分光光度计是杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人在1854年将朗伯比尔定律应用于定量分析化学领域，并且设计了第一台比色计。到1918年，美国国家标准局制成了第一台紫外可见分光光度计。此后，紫外可见分光光度计经不断改进，又出现自动记录、自动打印、数字显示、微机控制等各种类型的仪器，使光度法的灵敏度和准确度也不断提高，其应用范围也不断扩大。紫外可见分光光度法从问世以来，在应用方面有了很大的发展，尤其是在相关学科发展的基础上，促使分光光度计仪器的不断创新，功能更加齐全，使得光度法的应用更拓宽了范围^[1-3] 。目前，分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用，成为人们从事生产和科研的有力测试手段。

　　1 结构

　　一般地，紫外可见分光光度计主要由光源系统、单色器系统、样品室、检测系统组成(图1)。光源发出的复合光通过单色器被分解成单色光，当单色光通过样品室时，一部分被样品吸收，其余未被吸收的光到达检测器，被转变为电信号，经电子电路的放大和数据处理后，通过显示系统给出测量结果^[4] 。

　　分光光度计的主要部件。

　　光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度，稳定。可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm)紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm;)氙灯：紫外、可见光区均可用作光源。

　　单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。

　　棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同。

　　光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度

　　等间距条痕(600、1200、2400条/mm )。利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光。

　　吸收池：用于盛待测及参比溶液。可见光区：光学玻璃池;紫外区：石英池。

　　检测器：利用光电效应，将光能转换成电流讯号。光电池，光电管，光电倍增管。

　　检流计(指示器)：刻度显示或数字显示、自动扫描记录。

　　2 原理

　　物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础^[4,5] 。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯 - 比尔(Lambert-Beer)定律。即物质在一定浓度的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比，其数学表示式如下^[3] ：