يعد التحليل الدقيق أمرا حيويا للتحقق من نقاء الأدوية وتركيزها وهويتها. تعد مراقبة استقرار الأدوية أمرا ضروريا أيضا لضمان فعاليتها بمرور الوقت في ظل ظروف بيئية مختلفة.

يقيم سلامة المنتج وفعاليته من خلال تحليل الثبات الضوئي لمرشحات الأشعة فوق البنفسجية وتوصيف الجسيمات وقياس مؤشرات الألوان. كما أنه يكتشف الغش ويحدد الأصباغ ومضادات الأكسدة لتلبية توقعات المستهلكين.

يميز النفط الخام ، ويحسب كسور الأسفلتين ، ويصوغ مؤشرات المحتوى العطري ، ويحدد محتوى الكبريت ، ويحسب عوامل الذوبان.

يحدد الخواص الكيميائية ، ويقيم جودة المنتج النهائي ، ويدرس تكوين البوليمر ، ويؤهل الماء ، ويحدد النقاء وكفاءة الصباغة ، ويحلل التحلل الضوئي وبقايا المبيدات.

يحدد تركيز ونقاء الأحماض النووية والبروتينات ، ويراقب مزارع الخلايا الميكروبية ، ويدرس تمسخ البروتين وحركية البروتين ، ويحلل العينات البيولوجية مثل بلازما الدم والمصل.

لقراءة طيف الأشعة فوق البنفسجية / المرئية ، يمكنك تحليل مخطط الامتصاص (أو النفاذية في بعض الأحيان) مقابل الطول الموجي. تشمل النقاط الرئيسية التي يجب التركيز عليها ما يلي:

• قمم الامتصاص: تحديد الأطوال الموجية التي يكون فيها الامتصاص أعلى ؛ هذه تتوافق مع التحولات الإلكترونية في الجزيئات.
• الأطوال الموجية الذروة (λmax): الطول الموجي (الأطول) الموجي الذي يحدث عنده أقصى امتصاص ، وهو سمة من سمات الهياكل الجزيئية أو المجموعات الوظيفية المحددة.
• شدة الذروة: يشير ارتفاع قمم الامتصاص إلى مدى قوة امتصاص المادة عند هذا الطول الموجي ، المرتبط بالتركيز والامتصاصية المولية.
• خط الأساس: تحقق من امتصاص خط الأساس في المناطق التي لا تحتوي على امتصاص لتقييم مشكلات الجهاز أو العينة.
• شكل الطيف: يمكن أن يوفر شكل وعدد القمم معلومات عن أنواع التحولات الإلكترونية وبيئة الجزيئات.

من خلال تفسير هذه الميزات ، يمكنك تحديد المركبات وتحديد التركيز ودراسة الخصائص الجزيئية.

يغطي التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / Vis عادة نطاق الطول الموجي من 190 نانومتر إلى 780 نانومتر. 

وبشكل أكثر تحديدا: 

• تتراوح منطقة الأشعة فوق البنفسجية (UV) بشكل عام من 190 نانومتر إلى 390 نانومتر.
• تتراوح المنطقة المرئية (Vis) بشكل عام من 390 نانومتر إلى 780 نانومتر.

تمتد مقاييس الطيف الضوئي UV/VIS Excellence من METTLER TOLEDO إلى منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة، لتصل إلى 1100 نانومتر.

يعد التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / Vis مهما لأنه يتيح التحليل النوعي والكمي للمواد عن طريق قياس امتصاصها للأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي.

تساعد هذه الطريقة في تحديد تركيز التحليلات ، ودراسة الحركية الكيميائية ، وتقييم النقاء ، وإجراء قياسات موضوعية للألوان ، وتحليل الهياكل الجزيئية. تغطي تطبيقاته مجموعة واسعة من المجالات ، بما في ذلك الكيمياء وعلم الأحياء والعلوم البيئية وعلوم المواد ، مما يجعلها أداة متعددة الاستخدامات وأساسية للتحليل.

يقيس التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية الضوء الذي تمتصه العينة لتحديد تركيزها وتحديد المركبات. تتضمن هذه العملية إزالة الضوء.

في المقابل ، يقيس التحليل الطيفي الفلوري الضوء المنبعث من العينة بعد امتصاصها للضوء ، عادة بطول موجي أطول. تركز هذه التقنية على إعادة انبعاث الضوء ، مما يوفر حساسية أعلى بكثير لجزيئات فلورسنت معينة.

لتحديد تركيز محلول غير معروف باستخدام التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / البصرية ، اتبع الخطوات التالية:

1. إعداد منحنى معايرة: قم بقياس امتصاص سلسلة من المحاليل القياسية بتركيزات معروفة عند الطول الموجي للامتصاص الأقصى (λmax) للمادة التحليلية.
2. امتصاص المؤامرة مقابل التركيز: قم بإنشاء منحنى معايرة عن طريق رسم قيم الامتصاص مقابل التركيزات المعروفة. وفقا لقانون بير ، يتناسب الامتصاص طرديا مع التركيز.
3. قياس العينة غير المعروفة: سجل امتصاص المحلول المجهول في نفس λmax.
4. تحديد التركيز: استخدم منحنى المعايرة لإيجاد التركيز المقابل للامتصاص المقاس للعينة غير المعروفة.

تعتمد هذه الطريقة على قانون بير لامبرت ، الذي ينص على أن الامتصاص A = εbc ، حيث ε هو الامتصاصية المولية ، و b هو طول المسار ، و c هو التركيز.

ضع في اعتبارك مجموعة وظيفية تحتوي على ذرات بها زوج واحد أو أكثر من الإلكترونات التي لا تمتص الأشعة فوق البنفسجية / المرئية. ومع ذلك ، عندما ترتبط هذه المجموعة الوظيفية بالكروموفور ، فإنها تغير شدة الامتصاص وطوله الموجي. تسمى هذه الظاهرة auxochrome أو مجموعة معززة للألوان.

يؤدي وجود أكسوكروم إلى تحول موضع الذروة أو الإشارة إلى طول موجي أطول ، وهو ما يسمى الانزياح الأحمر. المجموعات الوظيفية التي تساهم في مجموعات الروب الحلقي هي بدائل مثل الميثيل والهيدروكسيل والألكوكسي والهالوجين والمجموعات الأمينية.

يسمى auxochrome الذي يتسبب في تحول موضع الذروة أو الإشارة إلى الطول الموجي الأقصر بالتحول المغناطيسي أو الأزرق. في الواقع ، يتصرف الجمع بين الكروموفور والأوكسوكروم مثل كروموفور جديد له حد أقصى لامتصاص مختلف (λ_{كحد أقصى}). على سبيل المثال ، يظهر البنزين λ_{كحد أقصى} عند 256 نانومتر ، بينما يظهر الأنيلين λ_{كحد أقصى} عند 280 نانومتر. ومن ثم ، فإن مجموعة NH₂ تعمل كأكسوكروم وتتسبب في تحول λ_max إلى قيمة أكبر.

تعتبر حواجز شبكية الحيود بشكل عام أفضل من المناشير لتقسيم الأطوال الموجية المختلفة للأسباب التالية:

دقة طيفية أعلى: يمكن أن توفر الشبكات دقة طيفية أعلى بكثير نظرا لقدرتها على إنتاج أوامر حيود حادة متعددة ، مما يسمح بفصل أدق للأطوال الموجية المتقاربة.

التشتت الخطي: يرتبط الفصل الزاوي بين الأطوال الموجية في الشبكة بشكل خطي بالطول الموجي ، مما يسهل تحليل الأطياف ومعايرتها مقارنة بالتشتت غير الخطي للمنشورات.

لا توجد قيود على تشتت المواد: تعتمد المنشورات على تشتت المواد (اختلاف معامل الانكسار مع الطول الموجي) ، والذي يمكن أن يحد من الأداء ، خاصة في نطاقات أطوال موجية معينة. تستخدم الشبكات تأثيرات التداخل ، والتي لا تقتصر على خصائص المواد.

نطاق الطول الموجي الواسع: يمكن أن تعمل الشبكات بكفاءة على نطاق أوسع من الأطوال الموجية ، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، في حين أن المنشورات لها قيود على الامتصاص والتشتت.

بشكل عام ، توفر حواجز شبكية للحيود فصلا أكثر دقة وتنوعا للطول الموجي من المنشورات ، وهذا هو سبب استخدامها بشكل شائع في مقاييس الطيف والأدوات البصرية.

يمكن تحليل الجزيئات باستخدام التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية إذا كانت تمتلك أي مجموعة وظيفية أو اقتران ، أو إذا كانت تنتج مركبا لونيا. نظرا لأن المركبات غير العضوية لا تحتوي على أي مجموعة وظيفية أو اقتران ، فإن الطريقة الشائعة لتحليلها هي التفاعل مع مركب مناسب. ينتج عن هذا مركب لوني يمكن قياس امتصاصه ضوئيا في المنطقة المرئية وربطه بتركيزه الفعلي. على سبيل المثال ، يتم تحليل الحديد بشكل شائع عن طريق تفاعل مع 1 ، 10-phenthroline لإنتاج مركب اللون الأحمر. يتم قياس امتصاص المركب عند 570 نانومتر لتقدير تركيز الحديد.

يتبع الاختلاف الرئيسي بين مقياس الطيف الضوئي الفردي والشعاع المزدوج.

• مقياس الطيف الضوئي أحادي الشعاع: شعاع واحد من مصدر الضوء يمر عبر العينة
• مقياس الطيف الضوئي مزدوج الشعاع: ينقسم شعاع الضوء من مصدر الضوء إلى جزأين: جزء واحد يمر عبر العينة ، والجزء الآخر يمر عبر المرجع

يتم تحقيق تقسيم الشعاع في مقياس الطيف الضوئي مزدوج الحزمة بطريقتين:

1. بشكل ثابت ، مع مرايا إرسال جزئية أو جهاز مشابه
2. تخفيف الحزم باستخدام جهاز بصري وميكانيكي متحرك

تؤثر درجة الحرارة على قيم الامتصاص. تخضع المذيبات المختلفة لتفاعلات مختلفة في درجات حرارة مختلفة. معلمات الحل التي تتغير بسبب التغيرات في درجات الحرارة هي:

• معدل رد الفعل. يتغير المعدل عندما ترتفع درجة الحرارة. يمكن أن يتسبب هذا في حدوث تغيير في نشاط العينة. التفاعلات الأنزيمية / الجزيئية الحيوية حساسة جدا لدرجة الحرارة.
  
• ذوبان المذاب. تتأثر الذوبان بالتغيرات في درجة الحرارة. قد يؤدي ضعف الذوبان إلى امتصاص غير دقيق.
  
• تمدد أو تقلص المذيب. قد يؤدي ذلك إلى تغيير في تركيز المحلول ويؤثر على الامتصاص ، حيث يرتبط الامتصاص خطيا بالتركيز.
  
• قد يحدث هذا التأثير مع التغيرات في درجات الحرارة ، مما يؤدي إلى سلسلة من التيارات الحرارية التي قد تغير الامتصاص الحقيقي.
  

لا تتأثر معلمات الأداء البصري مثل الضوضاء الضوئية ودقة الطول الموجي / قابلية التكرار والتكرار الضوئي والضوء الشارد بدرجة الحرارة في نطاق 10-40 درجة مئوية.

في حين أن المعلمات البصرية مثل الدقة الضوئية (نسبة التولوين / الهكسان) والأطوال الموجية للدقة الضوئية (K₂Cr₂O₇ في HClO₄) تظهر اعتمادا على درجة الحرارة تتراوح من 0.014 إلى -0.034 / وحدة في حدود 10 - 40 درجة مئوية.

حجرة العينة في مقاييس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية مفتوحة نظرا لحقيقة أن أدوات المصفوفة تستخدم البصريات العكسية والكشف  المتزامن عن جميع الأطوال الموجية للطيف.

• البصريات العكسية: ينحرف الضوء بعد مروره بالعينة. نتيجة لذلك ، يساهم جزء صغير فقط من الضوء المحيط الخارجي في الإشارة في منطقة طول موجي معينة.
• الكشف المتزامن: باستخدام كاشف مصفوفة يوفر 2048 إشارة شدة ضوء في نفس الوقت ، يتم تسجيل الطيف الكامل في غضون ثانية واحدة. نظرا لأن القياس سريع جدا ، يتم تقليل تأثير الضوء المحيط بشكل كبير.