Streng analyse er afgørende for at verificere renheden, koncentrationen og identiteten af lægemidler. Overvågning af medicinens stabilitet er også afgørende for at sikre effektivitet over tid under varierende miljøforhold.

Evaluerer produktsikkerhed og effektivitet ved at analysere UV-filtres fotostabilitet, karakterisere partikler og måle farveindekser. Den registrerer også forfalskning og kvantificerer farvestoffer og antioxidanter for at imødekomme forbrugernes forventninger.

Karakteriserer råolie, beregner asfaltfraktioner, formulerer indekser for aromatisk indhold, bestemmer svovlindhold og beregner opløselighedsfaktorer.

Bestemmer kemiske egenskaber, vurderer slutproduktets kvalitet, studerer polymersammensætning, kvalificerer vand, bestemmer renhed og farvningseffektivitet, analyserer fotokatalytisk nedbrydning og pesticidrester.

Bestemmer koncentration og renhed af nukleinsyrer og proteiner, overvåger mikrobielle cellekulturer, studerer proteindenaturering og kinetik og analyserer biologiske prøver som blodplasma og serum.

For at aflæse et UV/Vis-spektrum analyserer du plottet af absorbans (eller nogle gange transmittans) versus bølgelængde. Nøglepunkter at fokusere på omfatter:

• Absorptionstoppe: Identificer de bølgelængder, hvor absorbansen er højest; Disse svarer til elektroniske overgange i molekylerne.
• Maksimale bølgelængder (λmax): Den eller de bølgelængder, hvor absorbansen maksimaltes, og som er karakteristiske for specifikke molekylære strukturer eller funktionelle grupper.
• Maksimal intensitet: Højden af absorptionstoppene angiver, hvor stærkt stoffet absorberer ved den bølgelængde, relateret til koncentration og molar absorptionsevne.
• Baseline: Kontroller baseline-absorbansen i områder uden absorption for at vurdere instrument- eller prøveproblemer.
• Form af spektrum: Formen og antallet af toppe kan give information om typerne af elektroniske overgange og molekylernes miljø.

Ved at fortolke disse funktioner kan du identificere forbindelser, bestemme koncentration og studere molekylære egenskaber.

UV/Vis-spektroskopi dækker typisk bølgelængdeområdet fra 190 nm til 780 nm. 

Mere specifikt: 

• Det ultraviolette (UV) område varierer generelt fra 190 nm til 390 nm.
• Det synlige område (Vis) varierer generelt fra 390 nm til 780 nm.

METTLER TOLEDOs UV/VIS Excellence-spektrofotometre strækker sig længere ind i det nær-infrarøde område og når 1100 nm.

UV/Vis-spektroskopi er vigtig, fordi den muliggør både kvalitativ og kvantitativ analyse af stoffer ved at måle deres absorption af ultraviolet og synligt lys.

Denne metode hjælper med at bestemme koncentrationen af analytter, studere kemisk kinetik, vurdere renhed, udføre objektive farvemålinger og analysere molekylære strukturer. Dens anvendelser dækker en bred vifte af områder, herunder kemi, biologi, miljøvidenskab og materialevidenskab, hvilket gør det til et alsidigt og vigtigt værktøj til analyse.

UV/Vis-spektroskopi måler det lys, der absorberes af en prøve for at bestemme dens koncentration og identificere forbindelser. Denne proces involverer fjernelse af lys.

I modsætning hertil måler fluorescensspektroskopi det lys, der udsendes af en prøve, efter at den har absorberet lys, normalt ved en længere bølgelængde. Denne teknik fokuserer på genudsendelse af lys, hvilket giver meget højere følsomhed for specifikke fluorescerende molekyler.

Følg disse trin for at bestemme koncentrationen af en ukendt opløsning ved hjælp af UV/Vis-spektroskopi:

1. Forberedelse af en kalibreringskurve: Måling af absorbansen af en række standardopløsninger med kendte koncentrationer ved bølgelængden af maksimal absorbans (λmax) for analysanden.
2. Plot absorbans vs. koncentration: Opret en kalibreringskurve ved at plotte absorbansværdierne i forhold til de kendte koncentrationer. Ifølge øls lov er absorbansen direkte proportional med koncentrationen.
3. Mål den ukendte prøve: Registrer absorbansen af den ukendte opløsning ved samme λmax.
4. Bestem koncentrationen: Brug kalibreringskurven til at finde den koncentration, der svarer til den målte absorbans af den ukendte prøve.

Denne metode er afhængig af Beer-Lambert-loven, som siger, at absorbans A = εbc, hvor ε er den molære absorptivitet, b er vejlængden, og c er koncentrationen.

Overvej en funktionel gruppe, der indeholder atomer med et eller flere enlige elektronpar, der ikke absorberer ultraviolet/synlig stråling. Men når denne funktionelle gruppe er knyttet til en kromofor, ændrer den intensiteten og bølgelængden af absorptionen. Dette fænomen kaldes en auxochrome eller en farveforstærkende gruppe.

Tilstedeværelsen af en auxochrom forårsager positionsforskydningen af en top eller et signal til en længere bølgelængde, hvilket kaldes en bathokromisk eller rød forskydning. De funktionelle grupper, der bidrager til bathochromiske grupper, er substituenter såsom methyl-, hydroxyl-, alkoxy-, halogen- og aminogrupper.

Auxochrome, der forårsager positionsforskydning af en top eller signal til kortere bølgelængde, kaldes en hypsokromisk eller blå forskydning. Faktisk opfører kombinationen af kromofor og auxochrom sig som en ny kromofor med en anden absorptionsmagsima (λ_max). For eksempel viser benzen λ_max ved 256 nm, mens anilin viser λ_max ved 280 nm. Derfor fungerer NH_2-gruppen som en auxochrome og forårsager skiftet af λ_max til en større værdi.

Diffraktionsriste er generelt bedre end prismer til at opdele forskellige bølgelængder, fordi:

Højere spektral opløsning: Gitter kan give meget højere spektral opløsning på grund af deres evne til at producere flere skarpe diffraktionsordener, hvilket muliggør finere adskillelse af tæt adskilte bølgelængder.

Lineær spredning: Vinkeladskillelsen mellem bølgelængder i et gitter er mere lineært relateret til bølgelængden, hvilket gør det lettere at analysere og kalibrere spektre sammenlignet med den ikke-lineære spredning af prismer.

Ingen begrænsninger for materialespredning: Prismer er afhængige af materialespredning (variation af brydningsindeks med bølgelængde), hvilket kan begrænse ydeevnen, især i visse bølgelængdeområder. Riste bruger interferenseffekter, som ikke er begrænset af materialeegenskaber.

Bredt bølgelængdeområde: Gitter kan arbejde effektivt over et bredere spektrum af bølgelængder, herunder ultraviolet og infrarødt, hvorimod prismer har absorptions- og spredningsbegrænsninger.

Samlet set giver diffraktionsgitter mere præcis og alsidig bølgelængdeseparation end prismer, hvorfor de ofte bruges i spektrometre og optiske instrumenter.

Molekyler kan analyseres ved hjælp af UV/Vis-spektroskopi, hvis de har en funktionel gruppe eller konjugation, eller hvis de producerer et farvekompleks. Da uorganiske forbindelser ikke indeholder nogen funktionel gruppe eller konjugation, er den almindelige metode til at analysere dem ved reaktion med en passende forbindelse. Dette producerer et farvekompleks, hvis absorbans kan måles fotometrisk i det synlige område og korreleres med dets faktiske koncentration. For eksempel analyseres jern almindeligvis ved en reaktion med 1, 10-phenthroline for at producere et rødt farvekompleks. Kompleksets absorbans måles ved 570 nm for at estimere jernkoncentrationen.

Den største forskel mellem et enkeltstråle- og dobbeltstrålespektrofotometer følger.

• Enkeltstrålespektrofotometer: En enkelt stråle fra lyskilden passerer gennem prøven
• Dobbeltstrålespektrofotometer: Lysstrålen fra lyskilden er opdelt i to dele: den ene del går gennem prøven, og den anden del passerer gennem referencen

Stråleopdeling i et dobbeltstrålespektrofotometer opnås på to måder:

1. statisk med delvist transmitterende spejle eller en lignende enhed
2. dæmpning af strålerne ved hjælp af bevægelig optisk og mekanisk enhed

Temperatur påvirker absorbansværdierne. Forskellige opløsningsmidler gennemgår forskellige interaktioner ved forskellige temperaturer. Opløsningsparametre, der ændres på grund af temperaturændringer, er:

• Reaktionshastighed. Hastigheden ændres, når temperaturen er forhøjet. Dette kan medføre en ændring i prøvens aktivitet. Enzymatiske/biomolekylære reaktioner er meget følsomme over for temperatur.
  
• Opløseligheden af et opløst stof påvirkes af temperaturvariationer. Dårlig opløselighed kan resultere i upræcis absorption.
  
• Ekspansion eller sammentrækning af opløsningsmidlet. Dette kan føre til en ændring i opløsningens koncentration og påvirke absorbansen, da absorbansen er lineært relateret til koncentrationen.
  
• Schlieren-effekten. Denne effekt kan opstå ved temperaturændringer, hvilket fører til en række konvektive strømme, som kan ændre den sande absorbans.
  

Optiske ydeevneparametre såsom fotometrisk støj, bølgelængdenøjagtighed/repeterbarhed, fotometrisk repeterbarhed og strølys påvirkes ikke af temperaturer inden for et område på 10-40 °C.

Hvorimod optiske parametre som fotometrisk opløsning (toluen/hexan-forhold) og fotometriske nøjagtighedsbølgelængder (K₂Cr₂O₇ i HClO₄) viser en temperaturafhængighed fra 0,014 til -0,034/enhed inden for 10 – 40 °C.

Prøverummet i UV/Vis array-spektrofotometre er åbent på grund af det faktum, at array-instrumenter bruger omvendt optik og samtidig detektion af alle bølgelængder i spektret.

• Omvendt optik: Lyset diffrakteres, efter at det har passeret prøven. På grund af dette bidrager kun en lille brøkdel af det eksterne omgivende lys til signalet i et givet bølgelængdeområde.
• Samtidig detektion: Ved hjælp af en array-detektor, der giver 2048 lysintensitetssignaler på samme tid, registreres fuldt spektrum inden for et sekund. Fordi målingen er meget hurtig, reduceres effekten af det omgivende lys betydeligt.