扫描型紫外分光光度计测试方法

更新时间：2026-01-16 18:30:28 类型：教程说明阅读量：20

导读：其核心原理在于利用物质在特定波长紫外-可见光区域的吸收特性，进行定性与定量分析。相比于固定波长测定，扫描模式能够一次性获得样品在一定波长范围内的吸收光谱，为物质的识别、纯度检测及反应进程监控提供了更丰富的信息。

扫描型紫外分光光度计测试方法

扫描型紫外分光光度计（UV Spectrophotometer）是实验室、科研、检测及工业领域不可或缺的分析仪器。其核心原理在于利用物质在特定波长紫外-可见光区域的吸收特性，进行定性与定量分析。相比于固定波长测定，扫描模式能够一次性获得样品在一定波长范围内的吸收光谱，为物质的识别、纯度检测及反应进程监控提供了更丰富的信息。

扫描模式的工作原理与优势

扫描型紫外分光光度计通过单色器将光源发出的宽谱光分解为连续的单色光，并使其依次通过样品。探测器则会记录下在各个波长下光的透过率（Transmittance, T）或吸光度（Absorbance, A）。吸光度与透过率的关系遵循比尔-朗伯定律（Beer-Lambert Law），即 $A = -\log_{10}(T)$。

扫描模式的关键优势包括：

全谱信息获取： 能够一次性获得目标波长范围内的吸收光谱，有助于识别未知物、确认物质结构（通过特征吸收峰）。
峰值分析： 精准测定最大吸收波长（$\lambda_{max}$）及其对应的吸光度，这是物质的标志性特征。
纯度检测： 通过光谱形状的变化，评估样品是否存在杂质。
动力学研究： 监测反应过程中吸光度的变化，推断反应速率和动力学参数。
方法开发： 优化检测波长，提高分析的灵敏度和特异性。

典型测试方法与步骤

扫描型紫外分光光度计的测试方法多样，但核心步骤相似。以下以一个典型的定量分析方法为例：

1. 仪器准备与校准：

预热： 开启仪器，按照说明书要求进行充分预热，确保光源和探测器稳定。
波长校准： 使用标准滤光片（如Didymium滤光片）或已知吸收峰的物质（如钾铬矾）进行波长准确性校准。
吸光度校准： 使用高纯度石英比色皿填充的纯净溶剂（通常是空白溶剂）进行吸光度零点校准。

2. 方法设置：

波长范围： 根据目标物质的已知或预期吸收范围设定扫描起始和结束波长。例如，检测常见芳香族化合物，可设置在200-400 nm。
扫描速度： 根据样品响应和所需分辨率选择。快速扫描适合快速筛查，慢速扫描则提供更高分辨率的细节。
带宽： 单色器狭缝宽度，影响光谱分辨率和灵敏度。通常选择2 nm或1 nm。
数据采集间隔： 扫描时记录数据的间隔点。

3. 样品制备与测量：

空白测定： 使用与样品相同材质的空白溶剂，在设定的波长范围内进行扫描，获得空白基线。此步骤至关重要，用于扣除溶剂和比色皿自身的吸收。
样品测定：
- 准备样品溶液： 将样品溶解于空白溶剂中，确保浓度适宜。根据比尔-朗伯定律，吸光度与浓度成正比，但通常要求吸光度在0.1-1.0之间以获得最佳线性关系和精度。
- 样品扫描： 将装有样品溶液的比色皿放入样品仓，在相同的波长范围和参数下进行扫描。

4. 数据分析：

获取光谱图： 仪器软件将显示样品在扫描波长范围内的吸光度随波长的变化曲线。
识别特征峰： 找到样品的最大吸收峰（$\lambda{max}$）及其吸光度值（$A{max}$）。
定量分析：
- 单点法： 如果目标物质纯度较高且已知$\lambda_{max}$，可直接读取该波长下的吸光度值，利用预先建立的标准曲线进行浓度计算。
- 多点法/峰高法： 适用于杂质可能影响单点读数的情况，选择与目标物特异性吸收相关的波长，或使用峰高、峰面积进行计算。

数据示例：

假设我们正在测定某浓度为 10 mg/L 的化合物 A 的溶液。

空白溶剂： 纯净水
比色皿： 1 cm 光程石英比色皿
扫描范围： 200 nm - 400 nm
设置参数： 带宽 2 nm，扫描速度 200 nm/min

扫描结果可能为：

空白扫描： 在200-400 nm范围内吸光度均小于0.02。
样品扫描：
- 在254 nm处检测到最大吸收峰，吸光度 $A_{max}$ = 0.850。
- 在280 nm处吸光度 $A_{280}$ = 0.550。

若已知化合物 A 在 254 nm 的摩尔吸光系数 $\epsilon$ 为 $1.7 \times 10^4$ L/(mol·cm)，且分子量 M = 200 g/mol，则其在 10 mg/L 时的理论吸光度为：浓度 C (mol/L) = (10 g/L) / (200 g/mol) = 0.05 mol/L 理论 $A_{max}$ = $\epsilon \times C \times L = (1.7 \times 10^4) \times 0.05 \times 1 = 850$ （这是吸光度值，并非浓度）实际读数为 0.850，与理论值吻合，表明方法准确。