Тщательный анализ жизненно важен для проверки чистоты, концентрации и подлинности лекарственных средств. Мониторинг стабильности лекарственных средств также важен для обеспечения их эффективности в течение длительного времени в меняющихся условиях окружающей среды.

Оценивает безопасность и эффективность продукции, анализируя фотостабильность УФ-фильтров, характеризуя частицы и измеряя индексы цвета. Система также выявляет фальсификацию и количественно определяет содержание красителей и антиоксидантов для удовлетворения ожиданий потребителей.

Характеристика сырой нефти, расчет фракций асфальтенов, формулирование индексов содержания ароматических соединений, определение содержания серы и расчет коэффициентов растворимости.

Определяет химические свойства, оценивает качество конечного продукта, изучает полимерный состав, квалифицирует воду, определяет чистоту и эффективность окрашивания, анализирует фотокаталитическую деградацию и остатки пестицидов.

Определяет концентрацию и чистоту нуклеиновых кислот и белков, контролирует культуры микробных клеток, изучает денатурацию и кинетику белков, а также анализирует биологические образцы, такие как плазма и сыворотка крови.

Чтобы прочитать УФ/ВИД спектр, необходимо проанализировать график зависимости поглощения (или иногда пропускания) от длины волны. Ключевые моменты, на которых следует сосредоточиться, включают:

• Пики поглощения: определение длин волн, на которых поглощение наиболее высокое; Они соответствуют электронным переходам в молекулах.
• Пиковые длины волн (λmax): длина волны, на которой происходит максимальное поглощение, характерная для определенных молекулярных структур или функциональных групп.
• Пиковая интенсивность: Высота пиков поглощения показывает, насколько сильно вещество поглощает на этой длине волны, связанной с концентрацией и молярной абсорбцией.
• Исходный уровень: Проверьте исходное поглощение в областях без поглощения для оценки проблем с прибором или образцом.
• Форма спектра: форма и количество пиков могут предоставить информацию о типах электронных переходов и окружении молекул.

Интерпретируя эти особенности, вы можете идентифицировать соединения, определить концентрацию и изучить молекулярные свойства.

УФ/ВИД спектроскопия обычно охватывает диапазон длин волн от 190 нм до 780 нм. 

В частности: 

• Ультрафиолетовая (УФ) область обычно находится в диапазоне от 190 нм до 390 нм.
• Видимая область обычно находится в диапазоне от 390 нм до 780 нм.

Спектрофотометры МЕТТЛЕР ТОЛЕДО UV/VIS Excellence работают в ближней инфракрасной области, достигая 1100 нм.

УФ/ВИД спектроскопия важна, поскольку она позволяет проводить как качественный, так и количественный анализ веществ, измеряя их поглощение ультрафиолетового и видимого света.

Этот метод помогает определить концентрацию аналитов, изучить химическую кинетику, оценить чистоту, выполнить объективные измерения цвета и проанализировать молекулярные структуры. Его приложения охватывают широкий спектр областей, включая химию, биологию, науку об окружающей среде и материаловедение, что делает его универсальным и важным инструментом для анализа.

УФ/ВИД спектроскопия измеряет свет, поглощенный образцом, чтобы определить его концентрацию и идентифицировать соединения. Этот процесс включает в себя удаление света.

В отличие от этого, флуоресцентная спектроскопия измеряет свет, излучаемый образцом после того, как он поглощает свет, обычно на более длинной длине волны. Этот метод фокусируется на повторном излучении света, обеспечивая гораздо более высокую чувствительность для определенных флуоресцентных молекул.

Чтобы определить концентрацию неизвестного раствора с помощью УФ/ВИД спектроскопии, выполните следующие действия:

1. Подготовка калибровочной кривой: Измерьте поглощение ряда стандартных растворов с известными концентрациями на длине волны максимального поглощения (λmax) для анализируемого вещества.
2. Построение графика зависимости поглощения от концентрации: Создайте калибровочную кривую, построив график значений поглощения относительно известных концентраций. Согласно закону пива, абсорбция прямо пропорциональна концентрации.
3. Измерьте неизвестный образец: Запишите поглощение неизвестного раствора при том же λmax.
4. Определение концентрации: Используйте калибровочную кривую, чтобы найти концентрацию, соответствующую измеренной поглощаемости неизвестного образца.

Этот метод основан на законе Бера-Ламберта, который гласит, что абсорбция A=εbc, где ε — молярная абсорбция, b — длина пути, а c — концентрация.

Рассмотрим функциональную группу, содержащую атомы с одной или более одинокими парами электронов, которые не поглощают ультрафиолетовое/видимое излучение. Однако, когда эта функциональная группа присоединена к хромофору, она изменяет интенсивность и длину волны поглощения. Это явление называется аксохромом или группой, усиливающей цвет.

Присутствие аксохрома вызывает смещение положения пика или сигнала на большую длину волны, что называется батохромным или красным смещением. Функциональными группами, вносящими свой вклад в батохромные группы, являются такие заместители, как метил, гидроксил, алкокси, галоген и аминогруппы.

Аксохром, который вызывает смещение положения пика или сигнала на более короткую длину волны, называется гипсохромным или синим смещением. На самом деле, комбинация хромофора и ауксохрома ведет себя как новый хромофор, имеющий другие максимумы поглощения (λ_max). Например, бензол показывает λ_max при 256 нм, тогда как анилин показывает λ_max при 280 нм. Следовательно, группа NH₂ действует как аксохром и вызывает сдвиг λ_max к большему значению.

Дифракционные решетки, как правило, лучше, чем призмы, для расщепления волн разной длины, потому что:

Более высокое спектральное разрешение: Решетки могут обеспечить гораздо более высокое спектральное разрешение благодаря своей способности создавать несколько резких дифракционных порядков, что позволяет более точно разделять близко расположенные длины волн.

Линейная дисперсия: Угловое разделение между длинами волн в решетке более линейно связано с длиной волны, что облегчает анализ и калибровку спектров по сравнению с нелинейной дисперсией призм.

Отсутствие ограничений по дисперсии материала: Призмы основаны на дисперсии материала (изменение показателя преломления в зависимости от длины волны), что может ограничивать производительность, особенно в определенных диапазонах длин волн. В решетках используются интерференционные эффекты, которые не ограничены свойствами материала.

Широкий диапазон длин волн: Решетки могут эффективно работать в более широком диапазоне длин волн, включая ультрафиолетовое и инфракрасное, в то время как призмы имеют ограничения по поглощению и дисперсии.

В целом, дифракционные решетки обеспечивают более точное и универсальное разделение длин волн, чем призмы, поэтому они широко используются в спектрометрах и оптических приборах.

Молекулы могут быть проанализированы с помощью УФ/ВИД спектроскопии, если они обладают какой-либо функциональной группой или конъюгацией, или если они образуют цветовой комплекс. Поскольку неорганические соединения не содержат никакой функциональной группы или конъюгации, распространенным методом их анализа является реакция с подходящим соединением. В результате получается цветовой комплекс, поглощение которого может быть фотометрически измерено в видимой области и соотнесено с его фактической концентрацией. Например, железо обычно анализируют путем реакции с 1,10-фентролином с образованием комплекса красного цвета. Для оценки концентрации железа абсорбция комплекса измеряется на длине волны 570 нм.

Основное различие между однолучевым и двухлучевым спектрофотометром заключается в следующем.

• Однолучевой спектрофотометр: один луч от источника света проходит через образец
• Двухлучевой спектрофотометр: световой пучок от источника света разбивается на две части: одна часть проходит через образец, а другая часть проходит через эталон

Расщепление пучка в двухлучевом спектрофотометре достигается двумя способами:

1. статически, с частично передающими зеркалами или аналогичным устройством
2. затухание лучей с помощью движущегося оптико-механического устройства

Температура влияет на показатели поглощения. Разные растворители по-разному взаимодействуют при разных температурах. Параметры решения, которые изменяются из-за изменения температуры:

• Скорость реакции. Скорость меняется при повышении температуры. Это может привести к изменению активности образца. Ферментативные/биомолекулярные реакции очень чувствительны к температуре.
  
• Растворимость растворенного вещества. Растворимость зависит от колебаний температуры. Плохая растворимость может привести к неточной абсорбции.
  
• Расширение или сжатие растворителя. Это может привести к изменению концентрации раствора и повлиять на абсорбцию, так как абсорбция линейно связана с концентрацией.
  
• Эффект Шлирена. Этот эффект может возникать при изменении температуры, что приводит к образованию ряда конвективных токов, которые могут изменить истинное поглощение.
  

Такие оптические параметры, как фотометрический шум, точность/повторяемость длины волны, фотометрическая повторяемость и рассеянный свет, не зависят от температуры в диапазоне от 10 до 40 °C.

Принимая во внимание, что такие оптические параметры, как фотометрическое разрешение (отношение толуол/гексан) и длина волны фотометрической точности (K₂Cr₂O₇ в HClO₄), показывают температурную зависимость в диапазоне от 0,014 до -0,034 на единицу в диапазоне от 10 до 40 °C.

В УФ/ВИД спектрофотометрах матричного типа отсек для образца открыт, поскольку приборы с матричным спектрометром используют обратную оптику и одновременно регистрируют все длины волн спектра.

Обратная оптика: Свет дифрагирует после прохождения через образец. Благодаря этому лишь небольшая доля внешнего окружающего света вносит вклад в сигнал в заданном диапазоне длин волн.

Одновременное детектирование: Благодаря матричному детектору, который одновременно выдает 2048 сигналов интенсивности света, полный спектр регистрируется в течение одной секунды. Благодаря высокой скорости измерения влияние окружающего света значительно снижается.