UV-Vis-Spektroskopie (Ultraviolett-Sichtbar) ist eine Analysetechnik, die die Absorption von Licht im ultravioletten (190–400 nm) und sichtbaren (400–800 nm) Bereich des elektromagnetischen Spektrums misst. Es wird häufig für quantitative Analysen, kinetische Studien und die Charakterisierung elektronischer Übergänge in Molekülen verwendet.

Prinzip der UV-Vis-Absorption

Wenn Licht eine Probe durchdringt, absorbieren Moleküle Photonen, deren Energie der Energielücke zwischen elektronischen Orbitalen entspricht, und befördern so Elektronen vom Grundzustand in einen angeregten Zustand. Die bei jeder Wellenlänge absorbierte Lichtmenge wird als Absorptionsspektrum aufgezeichnet, und die Wellenlänge der maximalen Absorption (λmax) ist für jedes Chromophor charakteristisch. Das Lambert-Beersche Gesetz (A = εcl) setzt die Absorption (A) mit der molaren Absorption (ε), der Weglänge (c) und der Konzentration (l) in Beziehung und ermöglicht so eine Quantifizierung.

Instrumentierung

Ein UV-Vis-Spektrometer besteht aus mehreren Komponenten. Eine Deuteriumlampe liefert Licht für den UV-Bereich und eine Wolfram-Halogenlampe für den sichtbaren Bereich. Ein Monochromator (Beugungsgitter oder Prisma) wählt ein schmales Wellenlängenband aus. Der Probenraum enthält eine Quarzküvette für UV-Messungen oder eine Glasküvette für Messungen im sichtbaren Bereich, und ein Detektor (Fotovervielfacherröhre oder Fotodiodenarray) wandelt durchgelassenes Licht in ein elektrisches Signal um. Zweistrahlinstrumente teilen das Licht in Proben- und Referenzstrahlen auf, um Lösungsmittel- und Lampenschwankungen zu korrigieren.

Anwendungen

UV-Vis-Spektroskopie wird zur quantitativen Analyse von Nukleinsäuren (A260), Proteinen (A280) und [Enzymkinetik] (/guides/enzyme-kinetics.html), zur Bestimmung von pKa-Werten durch Messung von Absorptionsänderungen mit dem pH-Wert, zur Qualitätskontrolle von Pharmazeutika, Lebensmittelfarbstoffen und Wasserschadstoffen sowie zur Charakterisierung von Übergangsmetallkomplexen und konjugierten organischen Verbindungen verwendet.

Vorteile und Einschränkungen

• Vorteile: Schnell, zerstörungsfrei, erfordert kleine Probenvolumina und ist relativ kostengünstig.
• Einschränkungen: Misst nur chromophore Arten; Proben müssen transparent und frei von Streupartikeln sein.