UV/VIS spectroscopie dient meerdere wetenschappelijke en industriële doeleinden, waaronder:
Deze mogelijkheden ondersteunen toepassingen in kwaliteitscontrole voor farmaceutische producten en voedingsproducten, evenals onderzoek op gebieden zoals scheikunde, biologie en materiaalkunde. Dit helpt bij het bestuderen van materiaaleigenschappen en het begrijpen van hoe licht reageert met verschillende stoffen.
Wanneer UV/VIS-licht in wisselwerking staat met een monster, kan het worden geabsorbeerd of doorgelaten. Absorptie meet de hoeveelheid licht die het monster absorbeert op een specifieke golflengte, wat aangeeft hoeveel licht wordt vastgehouden. Transmissie (T = I/I₀) vertegenwoordigt de fractie van het licht dat door het monster gaat. Het begrijpen van deze eigenschappen is van fundamenteel belang voor het analyseren van de interactie van een stof met licht.
Absorptie (A) is een dimensieloze grootheid die voor de duidelijkheid gewoonlijk wordt gerapporteerd in absorptie-eenheden (AU). Het is wiskundig gerelateerd aan transmissie door de vergelijking: A = -log₁₀(T).
De resultaten van de UV/VIS spectroscopie worden weergegeven in een UV/VIS spectrum, een grafiek die doorgaans de absorptie of transmissie uitzet tegen de golflengte (190-780 nm). Dit spectrum laat zien welke golflengten zijn geabsorbeerd en in welke mate.
Pieken in dit spectrum geven de golflengten van maximale absorptie (λmax) aan, die specifiek zijn voor de structuur van het molecuul en dienen als een unieke 'vingerafdruk' voor de stof die wordt geanalyseerd. De intensiteit van deze pieken (of de absorptie-intensiteit) is direct gerelateerd aan de concentratie van de absorberende soorten, zoals beschreven door de wet van Beer-Lambert.
Deze kerntechniek omvat het passeren van UV/VIS licht door een monster en het meten van het doorgelaten licht. We kunnen de absorptiekarakteristieken van het monster over het UV/VIS bereik bepalen door de initiële lichtintensiteit te vergelijken met de doorgelaten lichtintensiteit.
De wet van Beer-Lambert (A = εdc) is essentieel voor kwantitatieve analyse. Het stelt dat de absorptie recht evenredig is met de concentratie (c) van de absorberende stof en de weglengte (d) van de lichtstraal door het monster. De molaire absorptiecoëfficiënt (ε) is een constante die specifiek is voor de stof. Deze wet maakt het mogelijk om de analytconcentraties nauwkeurig te bepalen.
Een kalibratiecurve is een grafisch hulpmiddel dat wordt gebruikt om de concentratie van een stof in een monster vast te stellen. Hier is een stapsgewijs overzicht van het proces:
Om de concentratie van een onbekend monster te bepalen:
Kalibratiecurves zijn van essentieel belang voor het omzetten van extinctiemetingen in nauwkeurige concentratiewaarden, waardoor nauwkeurige kwantitatieve analyse mogelijk wordt.
UV/VIS spectroscopie kan ook inzicht geven in de elektronische eigenschappen van materialen, zoals halfgeleiders. Door de absorptierand in het spectrum te analyseren, kan de energie van de bandkloof worden geschat met behulp van technieken zoals de Tauc-plot. Deze analyse helpt bij het karakteriseren van de energie die nodig is om elektronen in het materiaal te exciteren.
Benieuwd naar de werking van een UV/VIS spectrofotometer? In deze video wordt uitgelegd hoe deze instrumenten werken en wordt de FastTrack-technologie van METTLER TOLEDO getoond voor snelle, nauwkeurige en betrouwbare resultaten.
Los uw monster op in een geschikt oplosmiddel en doe het in een speciale transparante container (cuvette). Bereid ook een referentiecuvet (blanco genoemd) voor met puur oplosmiddel.
De machine schijnt een straal UV- en zichtbaar licht door zowel het monster als de referentie.
Een deel van de machine (monochromator) werkt als een filter en selecteert één specifieke kleur (golflengte) licht tegelijk om door het monster te gaan. Vervolgens wordt dit herhaald voor alle golflengten in het UV/VIS bereik.
Een detector meet hoeveel van het licht door het monster gaat en hoeveel er door de referentie gaat bij elke golflengte.
De machine vergelijkt de hoeveelheid licht die door het monster is gegaan met de hoeveelheid die door de referentie is gegaan. Dit vertelt ons hoeveel licht het monster op elke golflengte heeft geabsorbeerd.
De machine maakt vervolgens een grafiek (het UV/VIS spectrum) die laat zien hoeveel licht het monster heeft geabsorbeerd op elke verschillende golflengte. Dit helpt bij het identificeren en kwantificeren van de stoffen in het monster
Een typische UV/VIS spectrofotometer bestaat uit verschillende belangrijke componenten:
De detector is een cruciaal onderdeel dat verantwoordelijk is voor het omzetten van de lichtenergie die door het monster en de referentie is gegaan in een meetbaar elektrisch signaal. De intensiteit van het doorgelaten licht is omgekeerd evenredig met de absorptie van het monster bij een specifieke golflengte. De detector meet deze intensiteiten om absorptiewaarden voor het UV/VIS spectrum te berekenen, en de gevoeligheid en het golflengtebereik zijn van invloed op de prestaties en toepasbaarheid van de spectrofotometer .
Deze instrumenten meten de transmissie één golflengte per keer. Een diffractierooster scheidt het licht in zijn samenstellende golflengten, en een enkele detector meet het licht dat door het monster gaat op elke geselecteerde golflengte. Dit proces wordt herhaald over het gewenste bereik om het volledige spectrum op te bouwen.
Deze instrumenten verlichten het monster tegelijkertijd met het hele spectrum van UV/VIS-licht. Het monster absorbeert tegelijkertijd verschillende golflengten en het doorgelaten licht wordt door een rooster afgebogen op een reeks van meerdere detectoren (zoals fotodiodes). Elke detector in de array meet tegelijkertijd de intensiteit van een specifieke smalle band van golflengten. Dit ontwerp maakt het mogelijk om veel sneller het volledige UV/VIS spectrum te verkrijgen in vergelijking met scaninstrumenten.
De cuvet is een belangrijk onderdeel van een spectrofotometer en houdt het vloeistofmonster in het lichtpad. Het moet gemaakt zijn van materiaal dat transparant is voor de gebruikte golflengten, waardoor nauwkeurige metingen worden gegarandeerd. De weglengte, of afstand die het licht door het monster aflegt, is ook belangrijk, waarbij standaardcuvetten doorgaans een weglengte van 10 mm hebben, hoewel deze kan variëren van 1 mm tot 50 mm, afhankelijk van de toepassing.
Dit zijn de meest voorkomende types en zijn geschikt voor de meeste monsters. Ze hebben doorgaans uitwendige afmetingen van 12,5 mm x 12,5 mm en een hoogte van 45 mm, met inwendige afmetingen van 10 mm x 10 mm, wat resulteert in een standaard weglengte van 10 mm.
Deze cuvetten hebben een weglengte van meer dan 10 mm en worden gebruikt wanneer een monster te verdund is, waardoor een langere weglengte nodig is om het absorptiesignaal te verhogen en de gevoeligheid te verbeteren. Ze zijn ook waardevol wanneer een monster tijdens de meting kan verdampen of een chemische verandering kan ondergaan, omdat het langere pad meer interactie met de lichtstraal mogelijk maakt.
Cuvetten met een weglengte van minder dan 10 mm worden gebruikt wanneer de absorptie van een monster zeer hoog is en verdunning moeilijk of ongewenst is. De kortere weglengte helpt de absorptie binnen het meetbare (lineaire) bereik van het instrument te houden.
Deze cuvetten zijn speciaal ontworpen voor het analyseren van zeer kleine monstervolumes. Sommige microcuvetten hebben bijvoorbeeld een optische weglengte van 10 millimeter en zijn gemaakt van gesmolten kwartsglas. Ze zijn geschikt voor metingen in het ultraviolette en zichtbare bereik, met golflengten tussen 200 nm - 2500 nm, en kunnen monstervolumes van ongeveer 700 μL aan.
Ze zijn geschikt voor metingen in het ultraviolette en zichtbare bereik, met golflengten tussen 170 nm – 2700 nm, en vereisen een klein monstervolume van 440 μL. Deze cellen zijn betrouwbaar en herbruikbaar.
Voor nauwkeurige en betrouwbare UV/VIS metingen, met name bij klinische, farmaceutische en industriële kwaliteitscontrole, moet een spectrofotometer binnen de gespecificeerde prestatielimieten werken. Daarom is regelmatige prestatieverificatie essentieel en moeten alle kalibratieresultaten zorgvuldig worden gedocumenteerd en opgeslagen.
Kalibratie omvat het controleren en aanpassen van de nauwkeurigheid van het instrument op de volgende gebieden. Deze controles worden regelmatig uitgevoerd en er worden aanpassingen gemaakt als de metingen buiten aanvaardbare limieten vallen, waardoor het essentieel is om deze kalibraties bij te houden.
Ervoor zorgen dat de geselecteerde kleur licht correct is door gebruik te maken van standaard referentiematerialen.
Bevestiging dat het instrument nauwkeurig de hoeveelheid licht meet die wordt geabsorbeerd of doorgelaten via standaardoplossingen.
Controleren op ongewenst licht dat tot meetfouten kan leiden.
Verificatie van het vermogen van het instrument om onderscheid te maken tussen dicht bij elkaar liggende kleuren licht.
Zorgt voor een stabiele en nauwkeurige nulmeting.
Prestatietest | Gecertificeerd referentiemateriaal (CRM) | Testparameters instrument | Acceptatiecriteria | |
USP 42 NF 37 | Tel. Eur. 10 | |||
Golflengte nauwkeurigheid & Herhaalbaarheid | Ho(ClO4)3: 4 % Ho2O3 in 10 % v/v HClO4 Blanco: Lucht | 14 golflengten (240 nm – 650 nm) Xe: 2 golflengten (260,6, 528,6 nm) | UV (200 – 400 nm): ± 1 nm Vis (400 – 780 nm): ± 2 nm (S.D.) < 0,5 nm | UV (< 400 nm): ± 1 nm Vis (> 400 nm): ± 3 nm |
Fotometrische nauwkeurigheid & Herhaalbaarheid** | K2Cr2O7 in 0.001 M HClO4 Blanco: 0.001 M HClO4 | 60 mg/L 0 A – 2 A, 235, 257, 313, 350 nm | Voor extinctie ≤ 1A Nauwkeurigheid : ± 0,010A Herhaalbaarheid: S.D. ≤ 0,005 A Voor extinctie > 1A Nauwkeurigheid: ± 1% Herhaalbaarheid: SD ≤ 0,5% | Nauwkeurigheid: ± 0,010 A of ± 1 % (de grootste waarde is van toepassing) |
Nicotinezuur in 0,1 M HCl Blanco: 0,1 M HCl | 12 mg/L 0,26 A – 1,6 A 213, 261 nm | |||
Fotometrische lineariteit | K2Cr2O7 in 0.001 M HClO4 Blanco: 0.001 M HClO4 | 6 – 200 mg/L, tot 3,0 A, 235, 257, 313, 350 nm | Alle gemeten filters voldoen aan de acceptatiecriteria voor fotometrische nauwkeurigheid | R2> 0,999 |
Nicotinezuur in 0,1 M HCl Blanco: 0,1 M HCl | 6 – 60 mg/L, tot 2,5 A 213, 261 nm | |||
Strooilicht volgens procedure A (SFRM) | 1,2 % m/v KCl/H2O; Weglengte 10 mm Blanco: 1,2 % w/v KCl/H2O, 5 mm weglengte | Eenmax bij 198 nm | ≥ 0,7 A | (N.N.) |
Strooilicht volgens procedure B (SWM) | 1,2 % m/v KCl/H2O; Weglengte 10 mm Blanco: H2O, 10 mm weglengte | Eenmax bij 198 nm | ≥ 2.0 A | ≥ 2.0 A |
Resolutie | 0,02 % v/v tolueen in n-hexaan Blanco: n-hexaan/ n-heptaan (Tel. Eur. 10) | Eenmax,269/Amin,267 | >1.3 | De niveaus worden vermeld in de betreffende monografie |
** Geen specificatie van fotometrische herhaalbaarheid (precisie) in Ph. Eur. S.D. - Standaarddeviatie | ||||
Zorgt voor de veiligheid van de consument door de kwaliteit en samenstelling van voedsel te beoordelen, met de nadruk op kenmerken als kleur, smaak en aroma. Het maakt ook gebruik van analytische technieken om verontreinigingen en versnijdingsmiddelen te identificeren.
Grondige analyse is van essentieel belang voor het verifiëren van de zuiverheid, concentratie en identiteit van medicijnen. Het bewaken van de stabiliteit van medicijnen is ook essentieel om de werkzaamheid in de loop van de tijd onder wisselende omgevingsomstandigheden te garanderen.
Evaluatie van de veiligheid en effectiviteit van het product door de fotostabiliteit van UV-filters te analyseren, deeltjes te karakteriseren en kleurindices te meten. Het detecteert ook vervalsing en kwantificeert kleurstoffen en antioxidanten om aan de verwachtingen van de consument te voldoen.
Karakteriseert ruwe olie, berekent asfalteenfracties, formuleert indices voor aromaatgehalte, bepaalt het zwavelgehalte en berekent oplosbaarheidsfactoren.
Bepaalt chemische eigenschappen, beoordeelt de kwaliteit van het eindproduct, bestudeert de polymeersamenstelling, kwalificeert water, bepaalt de zuiverheid en verfefficiëntie, analyseert fotokatalytische degradatie en residuen van bestrijdingsmiddelen.
Bepaalt de concentratie en zuiverheid van nucleïnezuren en eiwitten, bewaakt microbiële celculturen, bestudeert eiwitdenaturatie en kinetiek en analyseert biologische monsters zoals bloedplasma en serum.
UV/VIS spectroscopie wordt gebruikt in een groot aantal toepassingen die zich uitstrekken over diverse industrieën, van farmaceutica tot milieubewaking.
De sales support team van METTLER TOLEDO biedt een applicatiebibliotheek met downloadbare UV/VIS toepassingen. Deze bewezen en geteste toepassingen omvatten notities en methoden die rechtstreeks in uw instrumenten kunnen worden geïmporteerd.
Of u nu werkt in onderzoek en ontwikkeling, kwaliteitscontrole of productie, onze webpagina is dé centrale bron voor al uw behoeften op het gebied van UV/VIS spectrofotometrie. Blader vandaag nog door onze collectie en ontdek de nieuwste normen en protocollen om het hoogste niveau van precisie en nauwkeurigheid in uw metingen te garanderen.
Microvolumespectrofotometers vergemakkelijken de analyse van extreem kleine monstervolumes, zo laag als 1 μL, wat essentieel is op gebieden zoals biomoleculaire analyse. Deze instrumenten maken gebruik van glasvezeltechnologie om licht door een klein monsterdruppeltje te leiden dat op een voetstuk is geplaatst. De korte weglengte maakt nauwkeurige metingen van geconcentreerde monsters mogelijk zonder dat verdunning nodig is.
In het bijzonder meet microvolumespectrofotometrie nauwkeurig de zuiverheid en concentratie van nucleïnezuur door de extinctie bij 260 nm te beoordelen en de A260/A280-verhouding te berekenen, die wijst op eiwitverontreiniging. Het ondersteunt ook eiwitkwantificering via absorptie bij 280 nm, waardoor betrouwbare kwaliteitscontrole mogelijk is in moleculair-biologische workflows zoals PCR en sequencing.
Voordelen | Nadelen |
Eenvoudig te bedienen en experimenten gaan snel. | Beperkte gedetailleerde bouwkundige informatie. |
Relatief lage kosten voor instrumentatie en analyse. | Kan specificiteit missen in complexe mengsels als gevolg van overlappende banden. |
Toepasbaar op een breed scala aan analyten en velden. | De gevoeligheid kan voor sommige analyten onvoldoende zijn. |
Handig voor kwantitatieve analyse met kalibratiecurves. | Gevoelig voor matrixeffecten. |
Kan enige kwalitatieve informatie geven (λmax) | Afwijkingen van de Wet van Beer-Lambert kunnen voorkomen. |
Vaak niet-destructief voor het monster. | Biedt beperkte informatie over de moleculaire omgeving. |
Goede gevoeligheid voor sterk absorberende analyten. | Niet alle stoffen absorberen sterk in het UV/VIS-gebied. |
Maakt procesintegratie mogelijk, zoals bijvoorbeeld bij multiparameteranalyse. | Werkt alleen met doorschijnende, niet-troebele samples. |
Lage kosten per monster/analyse | |
Kleine footprint |
Het bereiken van een goede nauwkeurigheid en precisie in UV/VIS-metingen vereist het nemen van voorzorgsmaatregelen om fouten te voorkomen. Hier zijn enkele typische oorzaken van fouten waarmee rekening moet worden gehouden:
Optimaliseer uw UV/VIS spectrofotometrische metingen door mogelijke problemen te identificeren. Doe onze snelle UV/VIS Risk Check om uw huidige werkwijzen te evalueren en ontvang gepersonaliseerde aanbevelingen voor verbetering.
Behaal betrouwbaardere resultaten met GUVP™ door mogelijke fouten te minimaliseren. Lees hoe in onze brochure "Betrouwbare resultaten voor UV/VIS spectroscopie".
Type spectroscopie | Type straling | Interacties | Golflengte |
ϒ-straling spectroscopie | Y-straling | Atoomkernen | < 0.1 nm |
X-ray fluorescentie spectroscopie | X-straling | Elektronen in de binnenste schil | 0.01 – 2.0 nm |
Vacuüm UV-spectroscopie | Ultraviolet (UV) | Ionisatie | 2.0 – 200 nm |
UV/VIS spectroscopie | UV/VIS | Valance elektronen | 200 – 800 nm |
Infrarood- en Raman-spectroscopie | Infrarood | Moleculaire trillingen | 0.8 – 300 mm |
Microgolf spectroscopie | Microgolven | Moleculaire rotaties | 1 mm – 30 cm |
Elektron-spinresonantiespectroscopie | Elektronspin | ||
Nucleaire magnetische resonantie spectroscopie | Radiogolven | Kernspin | 0.6 – 10 |
De verschillende spectroscopische technieken worden voornamelijk onderscheiden door de straling die ze gebruiken, de interactie tussen de energie en het materiaal, het type materiaal en de toepassingen waarvoor ze gebruikt worden. De technieken die vaak gebruikt worden voor chemische analyse zijn atoomspectroscopie, ultraviolet en zichtbaar spectroscopie (UV-spectroscopie), infraroodspectroscopie, Raman spectroscopie en kernspinresonantie.
Om een UV/VIS spectrum af te lezen, analyseer je de plot van absorptie (of soms transmissie) versus golflengte. De belangrijkste punten om op te focussen zijn onder meer:
Door deze kenmerken te interpreteren, kunt u verbindingen identificeren, de concentratie bepalen en moleculaire eigenschappen bestuderen.
UV/VIS spectroscopie bestrijkt doorgaans het golflengtebereik van 190 nm tot 780 nm.
Meer specifiek:
De UV/VIS Excellence spectrofotometers van METTLER TOLEDO bieden een uitgebreid bereik tot in het nabij-infraroodgebied, met een maximale golflengte van 1100 nm.
UV/VIS spectroscopie is belangrijk, omdat het zowel kwalitatieve als kwantitatieve analyse van stoffen mogelijk maakt door hun absorptie van ultraviolet en zichtbaar licht te meten.
Deze methode helpt bij het bepalen van de concentratie van analyten, het bestuderen van chemische kinetiek, het beoordelen van de zuiverheid, het uitvoeren van objectieve kleurmetingen en het analyseren van moleculaire structuren. De toepassingen bestrijken een breed scala van gebieden, waaronder scheikunde, biologie, milieuwetenschappen en materiaalkunde, waardoor het een veelzijdig en essentieel hulpmiddel voor analyse is.
UV/VIS spectroscopie meet het licht dat door een monster wordt geabsorbeerd om de concentratie te bepalen en verbindingen te identificeren. Dit proces omvat het verwijderen van licht.
Fluorescentiespectroscopie daarentegen meet het licht dat door een monster wordt uitgezonden nadat het licht heeft geabsorbeerd, meestal op een langere golflengte. Deze techniek richt zich op de heremissie van licht, wat een veel hogere gevoeligheid oplevert voor specifieke fluorescerende moleculen.
Om een monster voor te bereiden voor UV/VIS spectroscopie, moet u voorzichtig omgaan met uw cuvetten en oplossingen:
Volg deze stappen om de concentratie van een onbekende oplossing te bepalen met behulp van UV/VIS spectroscopie:
Deze methode is gebaseerd op de wet van Beer-Lambert, die stelt dat absorptie A=εbc, waarbij ε de molaire absorptie is, b de weglengte en c de concentratie.
De absorptie van UV-licht resulteert in elektronische overgangen van lagere energieniveaus naar hogere energieniveaus. De absorptie van ultraviolette straling in organische moleculen is beperkt tot bepaalde functionele groepen (chromoforen) die valentie-elektronen met een lage excitatie-energie bevatten. De moleculaire overgangen/interacties die plaatsvinden als gevolg van UV-absorptie zijn:
Deze overgangen hebben een onverzadigde groep in het molecuul nodig om de π elektronen te leveren.
σ (binding) naar σ* (anti-binding) overgangen vereisen een hogere energie en kunnen daarom niet worden gedetecteerd met behulp van UV/VIS spectroscopie.
Neem een functionele groep die atomen bevat met één of meer eenzame elektronenparen die geen ultraviolette/zichtbare straling absorberen. Wanneer deze functionele groep echter aan een chromofoor wordt gekoppeld, verandert de intensiteit en golflengte van de absorptie. Dit fenomeen wordt een auxochroom of een kleurversterkende groep genoemd.
De aanwezigheid van een auxochroom veroorzaakt een positieverschuiving van een piek of signaal naar een langere golflengte, wat een bathochrome of roodverschuiving wordt genoemd. De functionele groepen die bijdragen aan bathochrome groepen zijn substituenten zoals methyl-, hydroxyl-, alkoxy-, halogeen- en aminogroepen.
Het auxochroom dat een positieverschuiving van een piek of signaal naar een kortere golflengte veroorzaakt, wordt hypsochroom of blauwverschuiving genoemd. Eigenlijk gedraagt de combinatie van chromofoor en auxochroom zich als een nieuwe chromofoor met een ander absorptiemaximum (λmax). Benzeen vertoont bijvoorbeeld λmax bij 256 nm, terwijl aniline λmax vertoont bij 280 nm. De NH2 groep werkt dus als een auxochroom en veroorzaakt de verschuiving van λmax naar een grotere waarde.
| Instrument | Spectral resolutie | Equivalente SBW (nm) |
| UV5 | > 1.5 | < 2.0 |
| UV5Bio | > 1.5 | < 2.0 |
| UV5Nano | > 1.7 | < 1.5 |
| UV7 | > 1.9 | ≤ 1.0 |
De tabel toont de resolutie van METTLER TOLEDO's UV/VIS Excellence spectrophotometers, die wordt gemeten met tolueen in hexaan, en de equivalente SBW.
De spectrale bandbreedte (SBW) van een spectrofotometer houdt verband met de fysieke spleetbreedte en optische dispersie van het monochromatorsysteem. Resolutie is het vermogen van een instrument om licht te scheiden in eindige, afzonderlijke golflengtegebieden en om elk eindig gebied te onderscheiden. Spectrale bandbreedte wordt meestal gebruikt voor scanninginstrumenten, terwijl resolutie meestal wordt gebruikt voor array-instrumenten.
Voor de meeste kwantitatieve doeleinden van de farmacopeia is een spectrale bandbreedte van minder dan 2 nm voldoende en het acceptatiecriterium voor de verhouding is 1,3. Spectrale resolutie kan worden gebruikt ter vergelijking met spectrale bandbreedte.
| Lichtbron | Golflengtebereik (nm) | Gebied | Levensduur |
| Wolfraam gloeilamp | 350 – 2500 | VIS + IR | 3,000 uur |
| Deuterium booglamp | 190 – 400 | UV | 1,000 uur |
| Waterstoflamp | 190 – 400 | UV | 1,000 uur |
| Xenon flitslamp | 190 – 1100 | UV + VIS + NIR | 5,500 uur* |
* Komt overeen met 50 Hz flitsen bij constante werking
De beste lichtbron is een lichtbron die een goede intensiteit met weinig ruis biedt voor alle ultraviolette en zichtbare golflengten en die gedurende lange tijd stabiel blijft. Er zijn verschillende lichtbronnen die gewoonlijk gebruikt worden, zoals hierboven vermeld.
Diffractieroosters zijn over het algemeen beter dan prisma's voor het splitsen van verschillende golflengten omdat:
Hogere spectrale resolutie: Roosters kunnen een veel hogere spectrale resolutie bieden vanwege hun vermogen om meerdere scherpe diffractieorden te produceren, waardoor een fijnere scheiding van dicht bij elkaar liggende golflengten mogelijk is.
Lineaire spreiding: De hoekscheiding tussen golflengten in een rooster is meer lineair gerelateerd aan de golflengte, waardoor het gemakkelijker is om spectra te analyseren en te kalibreren in vergelijking met de niet-lineaire dispersie van prisma's.
Geen beperkingen op het gebied van materiaalverspreiding: Prisma's zijn afhankelijk van materiaaldispersie (variatie van de brekingsindex met golflengte), die de prestaties kan beperken, vooral in bepaalde golflengtebereiken. Roosters maken gebruik van interferentie-effecten, die niet worden beperkt door materiaaleigenschappen.
Breed golflengtebereik: Roosters kunnen efficiënt werken over een breder scala aan golflengten, waaronder ultraviolet en infrarood, terwijl prisma's absorptie- en dispersiebeperkingen hebben.
Over het algemeen bieden diffractieroosters een nauwkeurigere en veelzijdigere golflengtescheiding dan prisma's, en daarom worden ze vaak gebruikt in spectrometers en optische instrumenten.
Moleculen kunnen worden geanalyseerd met behulp van UV/VIS spectroscopie als ze een functionele groep of conjugatie bezitten, of als ze een kleurencomplex produceren. Aangezien anorganische verbindingen geen functionele groep of conjugatie bevatten, is de gebruikelijke methode om ze te analyseren door reactie met een geschikte verbinding. Dit levert een kleurencomplex op waarvan de absorptie fotometrisch kan worden gemeten in het zichtbare gebied en kan worden gecorreleerd met de werkelijke concentratie. IJzer wordt bijvoorbeeld vaak geanalyseerd door een reactie met 1,10-fentroline om een rood kleurcomplex te produceren. De extinctie van het complex wordt gemeten bij 570 nm om de ijzerconcentratie te schatten.
Het belangrijkste verschil tussen een single beam en double beam spectrofotometer is als volgt.
Bundelsplitsing in een spectrofotometer met dubbele bundel wordt op twee manieren bereikt:
De analyse van een vast monster wordt voornamelijk uitgevoerd door de absorptie, transmissie en reflectie ervan te schatten. Gangbare parameters die voor vaste polymeren worden bepaald, zijn onder andere % transmissie, cutoff-golflengte en geelheidsindex. Het monster wordt op een houder geplaatst die speciaal ontworpen is voor vaste monsters en de metingen worden op dezelfde manier uitgevoerd als voor vloeibare monsters. Een vaste monsterhouder maakt het mogelijk om vaste monsters zoals films of glas te meten.
Temperatuur beïnvloedt de absorptiewaarden. Verschillende oplosmiddelen ondergaan verschillende interacties bij verschillende temperaturen. Oplossingsparameters die veranderen als gevolg van temperatuurveranderingen zijn:
Optische prestatieparameters zoals fotometrische resolutie, golflengtenauwkeurigheid/herhaalbaarheid, fotometrische herhaalbaarheid en strooilicht worden niet beïnvloed door temperaturen binnen een bereik van 10 – 40 °C.
Terwijl optische parameters zoals fotometrische resolutie (tolueen/hexaanverhouding) en fotometrische nauwkeurigheidsgolflengten (K2Cr2O7 in HClO4) een temperatuurafhankelijkheid vertonen van 0,014 tot -0,034/eenheid binnen 10 – 40 °C.
Strooilicht wordt gedefinieerd als licht dat de detector bereikt dat niet afkomstig is van de lichtbron van het instrument en niet het optische pad volgt, waardoor een afwijking op de overeenkomstige golflengte ontstaat. Daarom is de lichtintensiteit die door de detector wordt gemeten hoger dan eigenlijk zou moeten zijn. Omgekeerd betekent dit ook dat de gemeten absorptie lager is dan de werkelijke absorptie omdat deze wordt verminderd door de bijdrage van strooilicht. Dit effect is prominenter bij hogere extinctiewaarden (hoge monsterconcentraties).
Download de whitepaper om meer te weten te komen over de oorsprong en nauwkeurige meting van strooilicht:
Whitepaper: Strooilicht en prestatieverificatie
Het monstercompartiment in UV/VIS spectrofotometers is open omdat array-instrumenten gebruik maken van omgekeerde optica en de gelijktijdige detectie van alle golflengten van het spectrum.
Anika Adams is Senior Product Manager for UV/Vis Spectrophotometers at METTLER TOLEDO, where she focuses on driving innovation and optimizing customer workflows. With a degree in business administration and experience spanning software development, mechanical engineering, and production, Anika brings a multidisciplinary perspective to the laboratory business. Her expertise lies in automating and enhancing customer processes, ensuring both product excellence and customer satisfaction.
