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可见——紫外分光光度法(UV)

  • 省部重点实验室
    2012/02/22
  • 私聊

生命科学仪器综合讨论

  • 可见——紫外分光光度法(UV)

    200~800nm内有选择性吸收
    一、方法特点:
    ⑴选择性较好:①物质本身光谱不同,具选择性吸收;②化学反应使吸收改变。
    ⑵灵敏度:可测10-4~10-7g/ml。
    ⑶精密度:相对误差0.2~5%(直接uv0.2~1%;比色法2~5%)。
    ⑷仪器简单,操作简便。
    ⑸结合化学计量学方法测复杂样品(多组分)。
    ⑹测一些化学常数。
    二、光谱表示方法和谱带的强弱分类
    表示方法:
    ①吸收曲线表示:A-λ图谱、T-λ图谱、E% 1cm-λ图谱、ε-λ图谱、lgE% 1cm -λ图谱、lgε-λ;
    ②光谱数据法:λmax与溶剂有关,故常以溶剂的λmax表示,E% 1cm·λmax、λmin。
    ⑵谱带的分类:
    ε:~10~100~1000~104~105-7~
    弱 很弱 中强 强 很强
    中强吸收以上——可定量分析
    中强吸收一下——只可做定性分析
    ⑶分子的结构,电子跃迁类型和吸收带;
    结构:①饱和烃类:σ~σ*→λmax<<200nm
    ②含饱和杂原子的饱和烃:n~σ*跃迁→200nm附近
    -X、-OH、-SH、单个cl取代:λmax<200nm(末端吸收)
    -cl3、-Br、-I、-NH2:λmax>200nm(原子数目越多,吸收波长越长)
    ③含孤立双键的分子:烃类λmax<200nm;
    含不饱和杂原子=O,λmax>200nm,ε<100,R带,弱吸收:与烃类相连280~300nm;与-X相连200~240nm。
    ④共轭的π~π体系:λmax>215nm, ε≥104强吸收,K带
    每增加一个共轭单位,λmax增加30nm左右,5个共轭单位,λmax>350nm
    σ~π、p~π和π~π都可使λmax增大,而且与取代基的性质和位置有关。
    苯取代: 振动精细结构:溶剂极性增加,精细结构下降;
    取代基性质:极性基团取代,精细结构减弱或消失;
    取代基数目:数目增加,精细结构较弱或消失;
    不饱和基团取代:E1、E2、B、K带λmax增大;
    饱和基团取代:E1、E2、B带λmax增大;
    ⑤立体异构,互变异构
    ⑥PH效应:酸碱基团的离解
    ⑦电荷转移跃迁:配合物显色(内氧化还原过程)。
    三、紫外光谱的溶剂
    主要考虑:⑴对溶质有适当的溶解度(结构、极性相似:相似相溶)
    ⑵溶剂吸收波长的极限(截止波长A=1)、纯度
    ⑶溶剂的极性和氢键效应:极性增大,K带长移
    ⑷溶剂的挥发性、可燃性、毒性、化学惰性
    ⑸对光的敏感性、放射性、稳定性。
    四、影响吸收曲线的因素:
    溶剂、酸碱性、波长、温度、溶解的热效应、干扰离子、离子强度、光照、氧化还原电位、助溶剂、水解、荧光效应、浑浊度、沉淀等。
    五、常用空白溶液(参比溶液)的选择
    样品溶液的组成: 被测组分:A=KC;
    样品的共存物(基体)
    溶剂:纯溶剂本身吸收;杂质吸收
    试剂:显色剂、缓冲剂等
    溶解性杂质:容器中吸收的杂质;空气中吸收的杂质
    ①溶剂空白;②试样空白(差示分光光度法——△A法);③试剂空白(测定波长处A<1);④平行操作空白;⑤空气空白。
    六、物质的鉴别
    核对光谱曲线; 一个或几个λmax ±1~5nm;
    一个或几个λmax、λmin;
    核对光谱数据: λmax、E% 1cm;
    Amax1/ Amax2、Amax/Amin;
    一定浓度下,Aλmax。
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  • 省部重点实验室

    第1楼2012/02/22

    七、UV法的误差
    来源:化学因素;光学因素;仪器测量误差;操作误差等。
    (一)化学因素
    化学条件的选择,通过作A与化学条件的图谱(A-PH、Cn、t、T、……),选择曲线平坦且宽敞处对应的条件。
    (二)光学因素:单色光纯度;杂散光;偏光
    1.单色光纯度不好导致吸收曲线变形,使A-C曲线弯曲;
    单色光的谱带宽度(狭缝宽度,nm)、S或△λ;
    △λ大,光越不纯,当△λ合适时,所测A是最大的;
    影响△λ的因素:光的强度,光越强,其值越大;空白的吸收越强,△A越大。
    2.杂散光:单色器通道以外还存在的光占总光的比例
    一般杂散光T%≤1%,《中国药典》用1%的NaI测220nm的T%,要求≤0.8%;用1%的NaNO2测340nm的T%,要求≤0.8%;
    杂散光的误差有多大:△A≤0.434ρ(10A-1)ρ为杂散光的强度
    △A=A理论-A测
    影响:杂散光使A-C曲线向下弯曲,在末端吸收处可能会出现假峰或无峰或峰小。
    250nm以下的杂散光主要为可见光;220nm以下的杂散光很大,不宜用于定量分析。△λ越大,杂散光越强。
    3.背景干扰:溶剂、试剂等背景;浊度背景;荧光
    消除方法:选择合适的空白溶剂、参比液;浑浊会使A增大,产生正误差,且不易稳定,可采用离心或过滤方法防止吸附使A下降,若浊度稳定,用双波长或三波长,导数光谱法测定;荧光背景使A减少,I无穷大于C,而A=lgI/I0=KC,可采用池远离检测器、池后放荧光片、改变溶剂或者降低浓度、增加A-C曲线的点数等方法来消除。
    (三)仪器的测量误差
    ①A=0.1~1.0(一般应用);A=0.2~0.7(对比法);A=0.434,误差最小,因此一般A选择在0.3~0.7之内,0.5时误差最大。
    ②使A处于合适范围的方法
    ⅰ改变池的厚度(比色法中)
    ⅱ改变浓度(uv)
    ⅲ改变测定波长
    ③样品测定A值在A~C曲线线性范围内或尽量在直线中点附近;用对比法测定时应使A样尽量接近A标。
    ④回归直线方程的表示方式
    n=5~7
    A=KC+b (r≥0.99(比色法) K、b的有效数字位数分别为:b=×. ××× K=×××;r≥0.999(uv) K、b的有效数字位数分别为:b=×. ×××× K=××××)。
    (四)操作误差
    ①吸收池配对——空白进行基线校正,有池校正与光强校正之分,校正后可放大看到噪声大小,从而判断b、K的取值。
    ②吸收池的位置和方向。
    ③池的污染:手的污染;洗得不干净;擦得不好。
    ④样品的温度应与实验室一致。
    ⑤池内有气泡。
    ⑥波长在紫外区,或用挥发性较强的有机溶剂,池应加盖:防止挥发,防灰尘。
    ⑦光敏样品:测定完立即离开光路。
    ⑧光电管疲劳:连续使用小于5小时。
    ⑨波长校正:找出最大吸收波长是否符合要求。
    (五)为确保分光光度定量的可靠性,须注意:
    △溶液浓度无称量、体积和温度误差;
    △被测定物完全溶解,最好以超声溶解;
    △如有必要,混浊应过滤或离心,且防止吸附损失;
    △不要出现池壁吸收(配对性),做基线校正;
    △池壁干净,池面方向与光方向一致,池内壁无气泡;
    △若对吸光度的准确度要求高时,应考虑单色光纯度(对光谱带宽或狭缝宽度进行校正);
    △参比液的操作过程应和样品液(对照液)完全相同;
    △样品吸光度在合适范围内测量,优先考虑改变池厚度;
    △在A大和波长小时,杂散光引起A减小,尤其空白吸收效明显时;
    △对吸光度和波长的准确度经常检查,杂散光检查在规定范围内;
    △应遵照厂家推荐的扫描参数和时间常数;
    △仪器环境干净、干燥,无外界干扰(电子干扰、热变化及阳光等);
    △回归直线方程的正确表达。

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  • yuduoling

    第2楼2012/02/22

    数据处理很重要。

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  • 容百川

    第3楼2012/02/24

    看到这些操作和数据我头就大了,小心啊,一步都不能出错

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