UV/VIS-Spektrometer

Die UV/VIS-Spektroskopie ist eine simple und gebräuchliche Technik, die auf der Lichtabsorption in einer bestimmten Probe basiert. Je nach Menge und Wellenlänge des von einer Probe absorbierten Lichts lassen sich wertvolle Informationen gewinnen, z. B. über die Konzentration oder Reinheit einer Probe wie im Koffein-Spektrum weiter unten. Da Licht von jeder Substanz anders absorbiert wird, besteht eine einzigartige und spezifische Beziehung zwischen der Substanz und ihrem UV/VIS-Spektrum. Die UV/VIS-Spektroskopie kann daher verwendet werden, um eine Substanz zu identifizieren.

Ein UV/VIS-Spektrometer misst die Intensität des von einer Probenlösung in einer Küvette durchgelassenen Lichts und vergleicht diese mit der Lichtintensität vor dem Durchtritt durch die Probe. Die wichtigsten Baugruppen eines UV/VIS-Spektrometers sind die Lichtquelle, der Probenhalter, ein Dispersionsgitter zur Auftrennung des Lichts in seine verschiedenen Wellenlängen und ein geeigneter Detektor, z. B. ein Fotodiodendetektor.

UV/VIS-Spektren werden hauptsächlich aus folgenden fünf Gründen gemessen:

• Mithilfe von UV/VIS-Spektren können die Bestandteile einer Probenlösung identifiziert werden. Genauer gesagt beobachtet man zur Identifizierung bestimmter Bestandteile die Peaks und zum Teil auch das Profil des Spektrums.
  
• Absorptionsmaxima (Peaks) lassen sich zur quantitativen Bestimmung von Proben verwenden. So kann etwa die Konzentration einer Probe anhand des Absorptionswerts eines Peaks berechnet werden.
  
• Auf Grundlage der Beziehung zwischen Absorption und Probenkonzentration werden UV/VIS-Spektrometer für die quantitative Analyse in verschiedenen Marktsegmenten eingesetzt, etwa in der Biotechnologie-, der Pharma-, der Kosmetik-, der Lebensmittel- und Getränkebranche sowie in der Chemieindustrie und in Prüflaboren für Wasser.
  
• Das Spektrum bietet möglicherweise Informationen über bestimmte physikalische Eigenschaften der Moleküle in einer Probe. Es ermöglicht die Berechnung des Extinktionskoeffizienten der Probe sowie die Berechnung des Schmelzpunktes von Proteinen und Nukleinsäuren, indem UV/VIS-Spektren bei unterschiedlichen Temperaturen gemessen werden. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit einer Reaktion bestimmt werden, indem das Absorptionsspektrum in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt wird.
  
• Die Position und das Profil der Peaks eines Spektrums liefern ausserdem Informationen über das mikroskopische Umfeld der Moleküle in einer Probe.

• Die Messung mit fester Wellenlänge ist die einfachste Anwendung eines UV/VIS-Spektrometers. Es handelt sich dabei um eine Messung bei einer oder mehreren Wellenlängen und das Resultat kann als Absorption oder Transmission erfasst werden.
  
• Die Quantifizierung oder Konzentrationsbestimmung einer Substanz durch UV/VIS-Spektroskopie basiert auf dem Lambert-Beerschen Gesetz. Dieses besagt, dass die Absorption einer Lösung direkt proportional zur Konzentration der absorbierenden Substanz in der Lösung und der Pfadlänge der Küvette ist. Somit kann ein UV/VIS-Spektrometer zur Bestimmung der Konzentration einer Probe eingesetzt werden.
  
• Durch Spektralscanmessungen wird die Absorption oder Transmission einer Probe über einen bestimmten Wellenlängenbereich oder über das gesamte Spektrum von 190 bis 1100 nm ermittelt. Die häufigste Auswertung besteht in der Analyse der Peaks und Valleys des Spektrums.
  
• Die UV/VIS-Spektralphotometrie dient häufig auch zur Beobachtung der Konzentrationsänderung eines Reaktanten oder Produkts. Dazu wird die Absorption bei einer bestimmten Wellenlänge über die Zeit gemessen. Diese kinetischen Methoden werden häufig verwendet, um enzymatische Reaktionsgeschwindigkeiten zu untersuchen oder um die Konzentration bestimmter Kohlenhydrate wie Glukose, Fruktose oder Laktose zu bestimmen.

• Ein scannendes Spektrometer misst jede Wellenlänge separat, wodurch der Messvorgang deutlich verlängert wird. Ein Array-Spektrometer dagegen misst das gesamte Spektrum in kurzer Zeit, da der Array-Detektor die Messung sämtlicher Wellenlängen vornimmt.
  
• Ein scannendes Spektrometer scannt das Spektrum mithilfe von mechanisch rotierenden Elementen. Dies kann zu Fehlern bei der Reproduzierbarkeit der Wellenlänge führen. Daher muss ein scannendes Spektrometer regelmässig neu kalibriert werden, um die Wellengenauigkeit zu garantieren. Für die Herstellung eines Array-Spektrometers werden keine beweglichen optischen Teile verwendet, wodurch Leistungsschwankungen aufgrund mechanischer Ungenauigkeiten ausgeschlossen werden können.
  
• Bei einem Array-Spektrometer ist kein geschlossener Probenraum vonnöten, da es aufgrund des optischen Designs gegen Umgebungslicht immun ist.

Unser Portfolio an Spektrometern findet in zahlreichen Branchen Verwendung:

• Die UV5Bio- und UV5Nano-Spektrometer werden üblicherweise in den Bereichen Pharma, Biowissenschaften, Biotechnologie und im akademischen Kontext verwendet.
  
• Die UV7- und UV5-Spektrometer werden in der Regel in den Bereichen Pharma, Lebensmittel und Getränke, Chemie, Kosmetik, Petrochemie und im akademischen Kontext verwendet.

Ein Mikrovolumen-Spektrometer führt Messungen mit kleinen Probenvolumen durch (bis zu 1 Mikroliter). Hoch konzentrierte Proben können mit dem UV5Nano von METTLER TOLEDO ohne weitere Verdünnung gemessen werden, da die Pfadlänge durch die LockPath-Technologie entweder auf 0,1 oder auf 1 mm eingestellt werden kann.

• Das UV5Nano und UV5Bio von METTLER TOLEDO bieten eine Vielzahl von biowissenschaftlichen Anwendungen, wie z. B.:
  
  • Die qualitative Analyse von DNA, RNA und Proteinen
    
  • Die quantitative Analyse von DNA, RNA und Proteinen
    
  • BCA, Bradford, Lowry und weitere kolorimetrische Proteinassays
    
  • Voreingestellte Farbstoffe und die Möglichkeit, benutzerdefinierte Farbstoffe einzubinden
    
  • Einen Oligorechner für die Konzentrationsbestimmung von DNA- und RNA-Oligos
    
  • OD600 für lebende Zellen
    
• Darüber hinaus bieten das UV5Bio- und das UV7-Spektrometer kinetische Methoden für Enzymkinetiken
  
• Laden Sie die „Toolbox für die Biowissenschaften“ herunter, um weitere Informationen über biowissenschaftliche Anwendungen mit Spektrometern von METTLER TOLEDO zu erhalten.

METTLER TOLEDO bietet mit der CertiRef™ Einheit eine Lösung zur Prüfmittelüberwachung. Hierbei handelt es sich um den effizientesten Weg, Ihr Spektrometer auf die Einhaltung der Standards der Pharmakopöen zu überprüfen. Dieses Zubehör testet automatisch die Wellenlängengenauigkeit und -wiederholbarkeit, die photometrische Genauigkeit und Wiederholbarkeit, die Auflösung, Streulicht, photometrisches Rauschen/photometrische Drift sowie Basislinienstabilität.

Benutzer der LabX-Software von METTLER TOLEDO profitieren von einer höheren Flexibilität, da sie benutzerdefinierte Arbeitsabläufe festlegen können. Berechnungs- und Übertragungsfehler sind dabei vollständig ausgeschlossen. Die Software garantiert zudem Datenintegrität und speichert alle Informationen in einer sicheren Datenbank. Dazu zählen auch Prüfmittelüberwachungen und Services. Die Einhaltung der FDA-Vorschriften 21 CFR Part 11 wird durch Sicherheitsmerkmale wie elektronische Signaturen und das Benutzermanagement garantiert.