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紫外-可见光谱 (UV-Vis)

UV-Vis(紫外-可见)光谱法是一种分析技术,测量分子在电磁波谱紫外区(190-400 nm)和可见光区(400-800 nm)的光吸收。它广泛用于定量分析、动力学研究以及分子电子跃迁的表征。

UV-Vis 吸收原理

当光穿过样品时,分子吸收能量与电子轨道间能隙匹配的光子,将电子从基态跃迁到激发态。每个波长处的光吸收量记录为吸收光谱,最大吸收波长(λmax)是每个发色团的特征值。比尔-朗伯定律(A = εcl)将吸光度(A)与摩尔吸光系数(ε)、光程(c)和浓度(l)相关联,实现定量分析。

仪器组成

UV-Vis 光谱仪由多个组件构成。氘灯提供紫外范围的光,钨卤素灯提供可见范围的光。单色器(衍射光栅或棱镜)选择窄带波长。样品室放置石英比色皿(用于紫外测量)或玻璃比色皿(用于可见光测量),检测器(光电倍增管或光电二极管阵列)将透射光转换为电信号。双光束仪器将光分为样品光束和参比光束,以校正溶剂和光源波动。

应用

UV-Vis 光谱用于核酸(A260)、蛋白质(A280)和酶动力学的定量分析;通过测量吸光度随 pH 的变化测定 pKa 值;药品、食品着色剂和水污染物的质量控制;以及过渡金属配合物和共轭有机化合物的表征。

优点与局限性

  • 优点:快速、无损、所需样品体积小、成本相对较低。
  • 局限性:只能测量发色物种;样品必须透明且无散射颗粒。