分光光度计完整版本

一、分光光度计原理二、分光光度计类型及各类型特点

三、紫外可见分光光度计分类及各类型特点

四、紫外可见分光光度计基本构造

五、紫外可见分光光度计各构造的功能

六、紫外可见分光光度计的分析及应用

七、紫外可见分光光度计的日常维护、常见故障

1目录12一、分光光度计原理分光光度计的基本原理是基于物质对不同波长的光的选择性吸收，不同的物质都有各自的吸收光谱，当光经色散后的光谱通过某一溶液时，其中某些波长的光就会被溶液吸收。如图1根据朗伯-比尔定律，当一束平行单色光照射到一定浓度的均匀溶液上时，光强的减小程度和入射光的强度，溶液的浓度及所透过溶液的长度成正比，即T=I/I0

A

=LogI0/I=Kbc

其中：T：透射比

I0：入射光强

A：吸光度I：透射光强度

K：吸收系数，1/mol·cm

b：液层厚度，cm

C：溶液的浓度，mol/L

图13一、分光光度计原理光的吸收定律的适用范围

光的吸收定律不仅适用于有色溶液，也适用于无色溶液及气体和固体的非散射均匀体系；不仅适用于可见光的单色光，也适用于紫外和红外光区的单色光。但应注意，此定律仅适用于单色光和一定范围的低浓度溶液。溶液浓度过大时，透光性质发生变化，从而使溶液对光的吸收度与溶液浓度不成正比关系；波长较宽的混合光影响光的互补吸收，也会使测定产生误差。

4

按照光谱吸收原理可将分光光度计分为：紫外-可见分光光度计原子吸收分光光度计红外分光光度计荧光分光光度计

图2二、、不同类型分光光度计的特点5二、、不同类型分光光度计的特点紫外—可见分光光度计紫外可见分光光度计目前已是世界上使用最多、覆盖面最广的分析仪器，它可做定量分析、纯度分析、结构分析和定性分析。但主要应用与物质的定性和定量分析。红外分光光度计红外分光光度计主要应用与物质的结构分析目前常用的红外分光光度计主要有两种，即色散型红外光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪。与紫外—可见分光光度计一样，都源于吸收光谱原理，该法具体有如下优点：1.红外分光光度法是根据化合物在红外光区吸收带的位置、强度、形状以及个数，确定其分子结构。2.红外分光光度法适合任何状态的样品，可以是气体、液体、可研细的固体或薄膜，制样简单，测定方便，且对样品不会发生破坏。3.红外分光光度法分析时间短。色散型红外光谱仪分析一个样品可在几分钟之内完成；傅里叶变换红外光谱仪可在1s之内进行多次扫描，可进进行快速分析。6二、不同类型分光光度计的特点4.红外光谱的特征性强。红外光谱是化合物的振动—转动形式，光谱复杂，信息量大，绝大多数化合物都有其特征性的红外光谱。因此红外光谱又称为“分子指纹光谱”。

红外分光光度法的主要缺点是定量分析差，故其主要应用于化合物的定性鉴别和限量检查。原子分光光度计原子分光光度计也是源于光谱吸收原理，它是测定化合物中痕量和超痕量金属元素或少数非金属元素的有效方法，具有以下优点：1.灵敏度高火焰原子吸收法对大多数金属元素检测灵敏度为10-8

~10-10g/ml。非火焰原子吸收法的绝对灵敏度可达10-10g/ml。2.选择性好不同元素之间的干扰一般很小，对大多数样品只需要进行简单的处理，可不经复杂分离测定多种元素。3.快速、应用广泛，能直接测出70多种元素例如：K、Na、Mg、等碱土金属Fe、Co、Ni、Cr等有色金属，Au、Ag、Pd等贵金属元素等

7二、、不同类型分光光度计的特点荧光分光光度计的优缺点；1.灵敏度高检测限可达10-10～10－12g/ml,比紫外可见分光光度法低3～4个数量级。2.定性更可靠荧光物质具有激发光谱和发射光光谱，可提供荧光强度、荧光效率、荧光寿命、等多种物理参数，特征性强，较单一图谱定性更为可靠。3.干扰因素较多对试剂、环境等实验条件要求严格，测量精密度较差。4.应用范围有限但具有特殊重要性能产生荧光的物质相对较少，但许多重要的生化物质、致癌物质、天然产物都有荧光现象荧光分光光度计8光源单色器吸收池检测器信号显示系统三、紫外可见分光光度计基本构造入射狭缝、出射狭缝、色散元件、准直镜玻璃；石英钨灯和卤钨灯（可见光区）氢灯和氘灯（紫外光区）光源PMT图39紫外可见分光光度计又可分为：单光束分光光度计

双光束分光光度计

双波长分光光度计

五、紫外可见分光光度计分类及特点单光束分光光度计的基本原理

如图4光源1发出的连续辐射能由凹面镜2及平面镜3反射集中于狭缝4，然后聚集于准直镜5，再反射于石英棱镜6，复合光与棱镜背面喷涂铝的反射面而反射回来，为棱镜所色散，并形成连续光谱，通过棱镜可选择所需波长，再由准直镜5反射至狭缝4射入样品池7，通过的光入射到光电管8上，发生光电效应而产生光电流，再经放大，使电流计偏转，然后调节滑线电阻即转动读数电位器来改变补偿电压，使电流指针重新归零，读数电位器上读数，以吸光度表示。这样就可以根据朗伯比尔定律A=kbc测定待测组分的浓度或含量。

图410五、紫外可见分光光度计分类及特点单光束分光光度计特点及型号单光束分光光度计的特点是结构简单，价格较便宜，主要使用于做定量分析。其缺点是测定结果受光源强度波动的影响较大，往往给定量分析带来较大误差。常用的单光束可见分光光度计有国产的722S型、721型、721B型等。常用的单光束紫外-可见分光光度计有国产的751G、752型、755B型、756MC型；国外的有QV-50型等。图5单光束紫外可见分光光度计原理图光源单色器吸收池光电管放大器读出显示装置11五、紫外可见分光光度计分类及特点11双光束分光光度计基本结构及原理色散系统基本同单光束分光光度计。不同的是利用反射镜组间摆动，使单色光辐射交替地通过样品C1和参比C2，另外开关动作与反射镜组的摆动同步。把光电信号切换到相应的电子线路，被记录下来。提高了义器的稳定性、精度，并能自动记录吸收光谱。图6双光束分光光度计结构示意图12双光束分光光度计特点及型号双光束分光光度计中，两光束几乎同时通过参比溶液和样品溶液，因此可以消除光源强度的变化以及检测系统波动的影响，测量准确度高。双光束型仪器一般都采用自动记录仪直接扫描出组分的吸收光谱，操作简便，但仪器结构复杂，价格昂贵。常见的双光束紫外可见分光光度计有国产的710型、730型、760MC型、760CRT型；国外的有UV-210型等。五、紫外可见分光光度计分类及特点13图7双波长分光光度计的光路图

双波长分光光度计主要由光源1发射的光，经过单色器得到所需要的单色光，波长λ1和λ2交替地由斩光器通过样品池，透过光的信号用光电倍增管接受并转化成电信号，再经调制器调节后进行同步放大，然后由记录仪记录吸光度的差值ΔA。根据朗伯比尔定律，试样溶液在两个波长的差值ΔA与溶液中被测组分的浓度成正比，可以计算被测组分的含量或浓度。双波长紫外可见分光光度计结构及原理五、紫外可见分光光度计分类及特点14

双波长分光光度计的特点是不需要参比溶液，只用一个待测溶液，因此完全消除了背景吸收的干扰（包括样品溶液与参比溶液组成的不同及吸收厚度差异的影响），提高了测定的准确程度。但仪器价格昂贵。常用的双波长紫外-可见分光光度计有国产的WFZ800S型；国外的有UV-300型、UV-365型等。双波长紫外可见分光光度计特点及型号图8双波长紫外可见分光光度计原理图五、紫外可见分光光度计分类及特点15

双光束分光光度计经单色器分光后经反射镜分解为强度相等的两束光，一束通过参比池，一束通过样品池。光度计能自动比较两束光的强度，此比值即为试样的透射比，经对数变换将它转换成吸光度并作为波长的函数记录下来。双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比池和样品池，还能自动消除光源强度变化所引起的误差。

双波长分光光度计由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长1和2的单色光；利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池，然后经过光电倍增管和电子控制系统，最后由显示器显示出两个波长处的吸光度差值。对于多组分混合物、混浊试样（如生物组织液）分析，以及存在背景干扰或共存组分吸收干扰的情况下，利用双波长分光光度法，往往能提高方法的灵敏度和选择性。利用双波长分光光度计，能获得导数光谱。161.光源

光源的作用是提供激发能,使待测分子产生吸收。要求能够提供足够强的连续光谱、有良好的稳定性、较长的使用寿命,且辐射能量随波长无明显变化。常用的光源有热辐射光源气体放电光源。利用固体灯丝材料高温放热产生的辐射作为光源的是热辐射光源。如钨灯、卤钨灯。两者均在可见区使用,卤钨灯的使用寿命及发光效率高于钨灯。气体放电光源是指在低压直流电条件下,氢或氘气放电所产生的连续辐射。一般为氢灯或氘灯,在紫外区使用。这种光源虽然能提供至160nm的辐射,但石英窗口材料使短波辐射的透过受到限制(石英200nm,熔融石英185nm),而大360nm时,氢的发射谱线叠加于连续光谱之上,不宜使用。

可见光区的光源一般用钨灯，其发射波长范围在320~1000nm，使用波长360nm~1000nm在紫外光区的光源一般用氢灯或氘灯，发射波长范围约在150~400nm,使用波长200~360nm.图11氘灯示意图六、紫外可见分光光度计各构造的功能17六、紫外可见分光光度计各构造的功能图12辐射光源的能量分布曲线182.单色器

单色器由入射狭缝、反射镜、色散元件、出射狭缝等组成。其中色散元件是单色器的关键部件。它的的作用是从光源发出连续光谱中分离出所需要的单色光，常用的色散原件有棱镜和衍射光栅。棱镜是利用不同波长的光在棱镜内折射率的不同，将复合光色散为单色光。衍射光栅是利用光学中的单缝衍射和双缝干涉的现象进行色散的。六、紫外可见分光光度计各构造的功能193.吸收池吸收池又称比色皿，其材料有玻璃和石英2种。玻璃吸收池用于可见光区的测定，紫外光的测定必须用石英吸收池，因为普通玻璃能吸收紫外光，石英吸收池也可用于可见光区。吸收池的厚度有0.5cm、1cm、2cm、4cm等不同的规格，以内径1cm最为常用。4.检测器

光敏检测器的作用是将接受的光辐射信号转换为相应的电信号，以便于测量。常用的光敏检测器有光电池、光电管和光电倍增管。现在的紫外可见分光光度计广泛使用的检器是光电倍增管，它不仅响应速度快，能检测10-8~10-9s的脉冲光，而且灵敏度高，比一般光电管高200倍。5.讯号处理及显示器

显示装置或读数装置的作用就是检测电流的大小，并将有关分析数据显示或记录下来。六、紫外可见分光光度计各构造的功能20六、紫外可见分光光度计的分析及应用吸收曲线的讨论：①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。

紫外可见分光光度计的应用紫外可见分光光度计主要用于分子的定性和定量分析，例如化合物的鉴定、结构分析以及物质的浓度测定和纯度检查。由于大部分物质在紫外可见光区都有吸收，所以该方法在有机化合物定性鉴定中是一种重要的辅助工具。图1321紫外可见分光光度计的定性分析

物质吸收不同波长的光的特性只与溶液中物质的结构有关，而与溶液的浓度无关不同的物质，所得的吸收光谱曲线各不相同。因此，在分光光度法中，将吸收光谱曲线作为定性的依据。紫外可见分光光度计在定性分析上的应用

1,.用吸收谱图推测化合物的结构

吸收光谱的产生取决于化合物中发色基因和助色基团。

但大多数化合物的紫外光谱谱带数目不多，而且谱帯较宽，不能像红外光谱中特征去和指纹区那样能表明一些结构。但根据紫外光谱带的波长范围、溶剂效应以及pH效应等，同样能给人们提供一些信息。例如，样品溶液的吸收谱图随pH的变化而变化，那么就可以说明样品化合物含有酚或芳香胺的结构。

六、紫外可见分光光度计的分析及应用22六、紫外可见分光光度计的分析及应用

紫外可见分光光度计的定量分析

a.对照品比较法与标准物及标准图谱对照将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中，在同一条件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质，则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样，也可以和现成的标

准谱图对照进行比较。这种方法要求仪器准确，精密度高。

b.吸收系数法

比较最大吸收波长吸收系数的一致性

应用

纯度检验氢键强度的测定实验证明，不同的极性溶剂产生氢键的强度也不同，这可以利用紫外光谱来判断化合物在不同溶剂中氢键强度，以确定选择哪一种溶剂

。

络合物组成及稳定常数的测定

反应动力学研究

在有机分析中的应用有机分析是一门研究有机化合物的分离、鉴别及组成结构测定的科学，它是在有机化学和分析化学的基础上发展起来的综合性学科。在国民经济的许多领域都用

附录Lambda950光路紫外可见近红外分光光度计Lambda950光路图及演示Pre-alignedforfastreplacementandmaximumuptimeForultra-lowstraylightperformancePreciseAdjustmentofbeamheightCorrectsforinherentinstrumentpolarization4-segmentdesignincreasesmeasurementaccuracyForsensitiveandaccuratemeasurementsonhighlyabsorbingsamplesLargestsamplecompartmentintheIndustryProvidefull-rangeUV/Vis/NIRcoveragefrom175–3300nmSecondsamplingareahousesarangeofsnap-inmodulesLambda950内部结构25

SSB10.30.02模拟扫描3300–175nm26

SSB10.30.02模拟扫描模拟27七、紫外可见分光光度计的日常维护、常见故障常见故障及故障排除方法一.打开主机后发现不能自检主机风扇不转检查电源开关是否正常检查保险丝（或更换保险丝）检查计算机主机与仪器主机连线是否正常二.自检时，某项不通过，或出现错误信息1.关机稍等片刻再开机重新自检重新安装软件后自检检查计算机主机与仪器主机连接是否正常三.自检时出现“钨灯能量低”的错误检查光度室是否有挡光物打开光源室盖，检查钨灯是否点亮：如钨灯不亮，则关机，更换新钨灯开机重新自检重新安装软件后自检