Rigorös analys är avgörande för att verifiera renheten, koncentrationen och identiteten hos läkemedel. Att övervaka läkemedlens stabilitet är också viktigt för att säkerställa effektivitet över tid under varierande miljöförhållanden.

Utvärderar produktsäkerhet och effektivitet genom att analysera fotostabiliteten hos UV-filter, karakterisera partiklar och mäta färgindex. Den upptäcker också förfalskning och kvantifierar färgämnen och antioxidanter för att möta konsumenternas förväntningar.

Karakteriserar råolja, beräknar asfaltenfraktioner, formulerar index för aromatiskt innehåll, bestämmer svavelhalt och beräknar löslighetsfaktorer.

Bestämmer kemiska egenskaper, bedömer slutproduktens kvalitet, studerar polymersammansättning, kvalificerar vatten, bestämmer renhet och färgningseffektivitet, analyserar fotokatalytisk nedbrytning och bekämpningsmedelsrester.

Bestämmer koncentration och renhet av nukleinsyror och proteiner, övervakar mikrobiella cellkulturer, studerar proteindenaturering och kinetik och analyserar biologiska prover som blodplasma och serum.

För att läsa av ett UV/Vis-spektrum analyserar du diagrammet för absorbans (eller ibland transmittans) kontra våglängd. Viktiga punkter att fokusera på är bland annat:

• Absorptionstoppar: Identifiera de våglängder där absorbansen är högst; Dessa motsvarar elektroniska övergångar i molekylerna.
• Toppvåglängder (λmax): Den våglängd vid vilken maximal absorbans uppträder, karakteristisk för specifika molekylära strukturer eller funktionella grupper.
• Toppintensitet: Höjden på absorptionstopparna anger hur starkt ämnet absorberas vid den våglängden, relaterat till koncentration och molär absorptivitet.
• Baslinje: Kontrollera baslinjeabsorbansen i regioner utan absorption för att bedöma problem med instrument eller prover.
• Spektrumform: Formen och antalet toppar kan ge information om typerna av elektroniska övergångar och molekylernas miljö.

Genom att tolka dessa egenskaper kan du identifiera föreningar, bestämma koncentration och studera molekylära egenskaper.

UV/Vis-spektroskopi täcker vanligtvis våglängdsområdet från 190 nm till 780 nm. 

Mer specifikt: 

• Det ultravioletta (UV) området sträcker sig i allmänhet från 190 nm till 390 nm.
• Det synliga området (Vis) sträcker sig i allmänhet från 390 nm till 780 nm.

METTLER TOLEDOs UV/VIS Excellence-spektrofotometrar sträcker sig längre in i det kortvågiga infraröda området och når 1100 nm.

UV/Vis-spektroskopi är viktigt eftersom det möjliggör både kvalitativ och kvantitativ analys av ämnen genom att mäta deras absorption av ultraviolett och synligt ljus.

Denna metod hjälper till att bestämma koncentrationen av analyter, studera kemisk kinetik, bedöma renhet, utföra objektiva färgmätningar och analysera molekylära strukturer. Dess tillämpningar täcker ett brett spektrum av områden, inklusive kemi, biologi, miljövetenskap och materialvetenskap, vilket gör det till ett mångsidigt och viktigt verktyg för analys.

UV/Vis-spektroskopi mäter ljuset som absorberas av ett prov för att bestämma dess koncentration och identifiera föreningar. Denna process innebär att ljus tas bort.

Fluorescensspektroskopi mäter däremot ljuset som sänds ut av ett prov efter att det absorberat ljus, vanligtvis vid en längre våglängd. Denna teknik fokuserar på återutsändning av ljus, vilket ger mycket högre känslighet för specifika fluorescerande molekyler.

Följ dessa steg för att bestämma koncentrationen av en okänd lösning med hjälp av UV/Vis-spektroskopi:

1. Förbered en kalibreringskurva: Mät absorbansen för en serie standardlösningar med kända koncentrationer vid våglängden för maximal absorbans (λmax) för analyten.
2. Plotta absorbans kontra koncentration: Skapa en kalibreringskurva genom att plotta absorbansvärdena mot de kända koncentrationerna. Enligt Beers lag är absorbansen direkt proportionell mot koncentrationen.
3. Mät det okända provet: Anteckna absorbansen för den okända lösningen vid samma λmax.
4. Bestäm koncentrationen: Använd kalibreringskurvan för att hitta den koncentration som motsvarar den uppmätta absorbansen för det okända provet.

Denna metod bygger på Beer-Lamberts lag, som säger att absorbansen A = εbc, där ε är den molära absorptiviteten, b är väglängden och c är koncentrationen.

Tänk dig en funktionell grupp som innehåller atomer med ett eller flera ensamma elektronpar som inte absorberar ultraviolett/synlig strålning. Men när denna funktionella grupp är bunden till en kromofor ändrar den absorptionens intensitet och våglängd. Detta fenomen kallas en auxokrom eller en färgförstärkande grupp.

Närvaron av en auxokrom orsakar positionsförskjutning av en topp eller signal till en längre våglängd, vilket kallas en batokrom eller röd förskjutning. De funktionella grupper som bidrar till batokroma grupper är substituenter som metyl-, hydroxyl-, alkoxi-, halogen- och aminogrupper.

Den auxokrom som orsakar positionsförskjutning av en topp eller signal till kortare våglängd kallas en hypsokromisk eller blå förskjutning. I själva verket beter sig kombinationen av kromofor och auxokrom som en ny kromofor med ett annat absorptionsmaxima (λ_max). Till exempel visar bensen λ_max vid 256 nm, medan anilin visar λ_max vid 280 nm. Därför fungerar NH₂ -gruppen som en auxokrom och orsakar förskjutningen av λ_max till ett större värde.

Diffraktionsgitter är i allmänhet bättre än prismor för att dela upp olika våglängder eftersom:

Högre spektral upplösning: Galler kan ge mycket högre spektral upplösning på grund av deras förmåga att producera flera skarpa diffraktionsordningar, vilket möjliggör finare separation av tätt åtskilda våglängder.

Linjär dispersion: Vinkelseparationen mellan våglängder i ett gitter är mer linjärt relaterad till våglängden, vilket gör det lättare att analysera och kalibrera spektra jämfört med den icke-linjära dispersionen av prismor.

Inga materiella spridningsbegränsningar: Prismor är beroende av materialdispersion (variation av brytningsindex med våglängd), vilket kan begränsa prestandan, särskilt i vissa våglängdsområden. Gallerdurk använder interferenseffekter, som inte begränsas av materialegenskaper.

Brett våglängdsområde: Galler kan fungera effektivt över ett bredare spektrum av våglängder, inklusive ultraviolett och infrarött, medan prismor har absorptions- och dispersionsbegränsningar.

Sammantaget ger diffraktionsgitter mer exakt och mångsidig våglängdsseparation än prismor, vilket är anledningen till att de ofta används i spektrometrar och optiska instrument.

Molekyler kan analyseras med UV/Vis-spektroskopi om de har någon funktionell grupp eller konjugation, eller om de producerar ett färgkomplex. Eftersom oorganiska föreningar inte innehåller någon funktionell grupp eller konjugation, är den vanliga metoden för att analysera dem genom reaktion med en lämplig förening. Detta ger ett färgkomplex vars absorbans kan mätas fotometriskt i det synliga området och korreleras med dess faktiska koncentration. Till exempel analyseras järn vanligtvis genom en reaktion med 1,10-fentropin för att producera ett rött färgkomplex. Absorbansen av komplexet mäts vid 570 nm för att uppskatta järnkoncentrationen.

Den största skillnaden mellan en enkelstråle och dubbelstrålespektrofotometer följer.

• Enkelstrålespektrofotometer: En enda stråle från ljuskällan passerar genom provet
• Dubbelstrålespektrofotometer: Ljusstrålen från ljuskällan är uppdelad i två delar: en del går genom provet och den andra delen passerar genom referensen

Stråldelning i en dubbelstrålsspektrofotometer uppnås på två sätt:

1. statiskt, med delvis sändande speglar eller en liknande anordning
2. Dämpning av strålarna med hjälp av rörlig optisk och mekanisk anordning

Temperaturen påverkar absorbansvärdena. Olika lösningsmedel genomgår olika interaktioner vid olika temperaturer. Lösningsparametrar som ändras på grund av temperaturförändringar är:

• Reaktionshastighet. Hastigheten ändras när temperaturen höjs. Detta kan orsaka en förändring i provets aktivitet. Enzymatiska/biomolekylära reaktioner är mycket känsliga för temperatur.
  
• Lösligheten hos ett löst ämne. Lösligheten påverkas av variationer i temperatur. Dålig löslighet kan resultera i oprecis absorption.
  
• Expansion eller sammandragning av lösningsmedlet. Detta kan leda till en förändring av lösningens koncentration och påverka absorbansen, eftersom absorbansen är linjärt relaterad till koncentrationen.
  
• Schlieren-effekten. Denna effekt kan uppstå vid temperaturförändringar, vilket leder till en serie konvektiva strömmar som kan ändra den verkliga absorbansen.
  

Optiska prestandaparametrar som fotometriskt brus, våglängdsnoggrannhet/repeterbarhet, fotometrisk repeterbarhet och ströljus påverkas inte av temperaturer inom intervallet 10–40 °C.

Medan optiska parametrar som fotometrisk upplösning (toluen/hexan-förhållande) och fotometrisk noggrannhetsvåglängder (K₂Cr₂O₇ i HClO₄) visar ett temperaturberoende som sträcker sig från 0,014 till -0,034/enhet inom 10 – 40 °C.

Provfacket i UV/Vis-arrayspektrofotometrar är öppet på grund av det faktum att arrayinstrument använder omvänd optik och samtidig detektering av alla våglängder i spektrumet.

• Omvänd optik: Ljuset diffrakteras efter att det har gått igenom provet. På grund av detta bidrar endast en liten del av det externa omgivande ljuset till signalen i ett givet våglängdsområde.
• Simultan detektion: Med hjälp av en arraydetektor som ger 2048 ljusintensitetssignaler samtidigt, registreras hela spektrumet inom en sekund. Eftersom mätningen är mycket snabb minskar effekten av det omgivande ljuset avsevärt.