Un análisis riguroso es vital para verificar la pureza, concentración e identidad de los medicamentos. El monitoreo de la estabilidad de los medicamentos también es esencial para garantizar la eficacia a lo largo del tiempo en condiciones ambientales variables.

Evalúa la seguridad y eficacia del producto mediante el análisis de la fotoestabilidad de los filtros UV, la caracterización de partículas y la medición de índices de color. También detecta la adulteración y cuantifica los colorantes y antioxidantes para satisfacer las expectativas de los consumidores.

Caracteriza el petróleo crudo, calcula las fracciones de asfaltenos, formula índices de contenido aromático, determina el contenido de azufre y calcula los factores de solubilidad.

Determina las propiedades químicas, evalúa la calidad del producto final, estudia la composición del polímero, califica el agua, determina la pureza y la eficiencia del teñido, analiza la degradación fotocatalítica y los residuos de pesticidas.

Determina la concentración y pureza de ácidos nucleicos y proteínas, monitorea cultivos de células microbianas, estudia la desnaturalización y cinética de proteínas y analiza muestras biológicas como plasma sanguíneo y suero.

Para leer un espectro UV/Vis, se analiza el gráfico de absorbancia (o a veces transmitancia) frente a la longitud de onda. Los puntos clave en los que centrarse incluyen:

• Picos de absorción: Identifique las longitudes de onda donde la absorbancia es más alta; estos corresponden a transiciones electrónicas en las moléculas.
• Longitudes de onda máximas (λmax): La longitud de onda en la que se produce la máxima absorbancia, característica de estructuras moleculares específicas o grupos funcionales.
• Intensidad máxima: La altura de los picos de absorción indica la fuerza con la que la sustancia absorbe en esa longitud de onda, en relación con la concentración y la absorción molar.
• Línea de base: Verifique la absorbancia de línea de base en regiones sin absorción para evaluar problemas con el instrumento o la muestra.
• Forma del espectro: La forma y el número de picos pueden proporcionar información sobre los tipos de transiciones electrónicas y el entorno de las moléculas.

Al interpretar estas características, puede identificar compuestos, determinar la concentración y estudiar las propiedades moleculares.

La espectroscopia UV/Vis suele cubrir el rango de longitud de onda de 190 nm a 780 nm. 

Más específicamente: 

• La región ultravioleta (UV) generalmente oscila entre 190 nm y 390 nm.
• La región visible (Vis) generalmente varía de 390 nm a 780 nm.

Los espectrofotómetros UV/VIS Excellence de METTLER TOLEDO se extienden más allá de la región del infrarrojo cercano, alcanzando los 1100 nm.

La espectroscopia UV/Vis es importante porque permite el análisis cualitativo y cuantitativo de las sustancias midiendo su absorción de luz ultravioleta y visible.

Este método ayuda a determinar la concentración de analitos, estudiar la cinética química, evaluar la pureza, realizar mediciones objetivas del color y analizar las estructuras moleculares. Sus aplicaciones cubren una amplia gama de campos, incluida la química, la biología, la ciencia ambiental y la ciencia de los materiales, lo que la convierte en una herramienta versátil y esencial para el análisis.

La espectroscopia UV/Vis mide la luz absorbida por una muestra para determinar su concentración e identificar compuestos. Este proceso implica la eliminación de la luz.

Por el contrario, la espectroscopia de fluorescencia mide la luz emitida por una muestra después de que absorbe la luz, generalmente a una longitud de onda más larga. Esta técnica se centra en la reemisión de luz, proporcionando una sensibilidad mucho mayor para moléculas fluorescentes específicas.

Para determinar la concentración de una solución desconocida mediante espectroscopia UV/Vis, siga estos pasos:

1. Preparar una curva de calibración: Mida la absorbancia de una serie de soluciones patrón con concentraciones conocidas en la longitud de onda de máxima absorbancia (λmax) para el analito.
2. Trazar absorbancia frente a concentración: cree una curva de calibración trazando los valores de absorbancia con respecto a las concentraciones conocidas. Según la Ley de Beer, la absorbancia es directamente proporcional a la concentración.
3. Medir la muestra desconocida: Registrar la absorbancia de la solución desconocida al mismo λmax.
4. Determinar la concentración: Utilice la curva de calibración para encontrar la concentración correspondiente a la absorbancia medida de la muestra desconocida.

Este método se basa en la Ley de Beer-Lambert, que establece que la absorbancia A = εbc, donde ε es la absortividad molar, b es la longitud del camino y c es la concentración.

Considere un grupo funcional que contiene átomos con uno o más pares solitarios de electrones que no absorben radiación ultravioleta / visible. Sin embargo, cuando este grupo funcional se une a un cromóforo, altera la intensidad y la longitud de onda de absorción. Este fenómeno se llama auxocromo o grupo de mejora del color.

La presencia de un auxocromo provoca el cambio de posición de un pico o señal a una longitud de onda más larga, lo que se denomina desplazamiento batocrómico o rojo. Los grupos funcionales que contribuyen a los grupos batocómicos son sustituyentes como los grupos metilo, hidroxilo, alcoxi, halógeno y amino.

El auxocromo que provoca el cambio de posición de un pico o señal a una longitud de onda más corta se denomina desplazamiento hipsocrómico o azul. En realidad, la combinación de cromóforo y auxocromo se comporta como un nuevo cromóforo que tiene un máximo de absorción diferente (λ_max). Por ejemplo, el benceno muestra λ_máx . a 256 nm, mientras que la anilina muestra λ_máx . a 280 nm. Por lo tanto, el grupo NH₂ actúa como un auxocromo y provoca el cambio de λ_max a un valor mayor.

Las rejillas de difracción son generalmente mejores que los prismas para dividir diferentes longitudes de onda porque:

Resolución espectral más alta: Las rejillas pueden proporcionar una resolución espectral mucho más alta debido a su capacidad para producir múltiples órdenes de difracción nítidos, lo que permite una separación más fina de longitudes de onda poco espaciadas.

Dispersión lineal: La separación angular entre las longitudes de onda en una rejilla está más relacionada linealmente con la longitud de onda, lo que facilita el análisis y la calibración de espectros en comparación con la dispersión no lineal de los prismas.

Sin limitaciones de dispersión de material: Los prismas se basan en la dispersión del material (variación del índice de refracción con la longitud de onda), lo que puede limitar el rendimiento, especialmente en ciertos rangos de longitud de onda. Las rejillas utilizan efectos de interferencia, que no están limitados por las propiedades del material.

Amplio rango de longitud de onda: Las rejillas pueden funcionar de manera eficiente en una gama más amplia de longitudes de onda, incluidas las ultravioleta y el infrarrojo, mientras que los prismas tienen limitaciones de absorción y dispersión.

En general, las rejillas de difracción proporcionan una separación de longitud de onda más precisa y versátil que los prismas, por lo que se utilizan comúnmente en espectrómetros e instrumentos ópticos.

Las moléculas se pueden analizar mediante espectroscopia UV/Vis si poseen algún grupo funcional o conjugación, o si producen un complejo de color. Como los compuestos inorgánicos no contienen ningún grupo funcional o conjugación, el método común para analizarlos es por reacción con un compuesto adecuado. Esto produce un complejo de color cuya absorbancia se puede medir fotométricamente en la región visible y correlacionarse con su concentración real. Por ejemplo, el hierro se analiza comúnmente mediante una reacción con 1, 10-fentrolina para producir un complejo de color rojo. La absorbancia del complejo se mide a 570 nm para estimar la concentración de hierro.

A continuación se presenta la principal diferencia entre un espectrofotómetro de haz simple y uno de doble haz.

• Espectrofotómetro de haz único: Un solo haz de la fuente de luz pasa a través de la muestra
• Espectrofotómetro de doble haz: el haz de luz de la fuente de luz se divide en dos partes: una parte atraviesa la muestra y la otra parte pasa a través de la referencia

La división del haz en un espectrofotómetro de doble haz se logra de dos maneras:

1. estadísticamente, con espejos parcialmente transmisores o un dispositivo similar
2. atenuando los haces mediante dispositivos ópticos y mecánicos móviles

La temperatura afecta los valores de absorbancia. Diferentes disolventes experimentan diferentes interacciones a diferentes temperaturas. Los parámetros de la solución que cambian debido a los cambios de temperatura son:

• Velocidad de reacción. La velocidad cambia cuando la temperatura es elevada. Esto puede provocar un cambio en la actividad de la muestra. Las reacciones enzimáticas / biomoleculares son muy sensibles a la temperatura.
  
• Solubilidad de un soluto. La solubilidad se ve afectada por las variaciones de temperatura. Una mala solubilidad puede dar lugar a una absorción imprecisa.
  
• Expansión o contracción del disolvente. Esto puede provocar un cambio en la concentración de la solución y afectar a la absorbancia, ya que la absorbancia está linealmente relacionada con la concentración.
  
• Efecto Schlieren. Este efecto puede ocurrir con cambios de temperatura, lo que lleva a una serie de corrientes convectivas que pueden cambiar la verdadera absorbancia.
  

Los parámetros de rendimiento óptico como el ruido fotométrico, la precisión/repetibilidad de la longitud de onda, la repetibilidad fotométrica y la luz parásita no se ven afectados por la temperatura dentro de un rango de 10 a 40 °C.

Mientras que los parámetros ópticos como la resolución fotométrica (relación tolueno/hexano) y las longitudes de onda de precisión fotométrica (K₂Cr₂O₇ en HClO₄) muestran una dependencia de la temperatura que oscila entre 0,014 y -0,034/unidad dentro de 10 – 40 °C.

El compartimento de muestras de los espectrofotómetros de matriz UV/Vis está abierto debido al hecho de que los instrumentos de matriz utilizan óptica inversa y la detección simultánea de todas las longitudes de onda del espectro.

• Óptica inversa: La luz se difracta después de haber atravesado la muestra. Debido a esto, solo una pequeña fracción de la luz ambiental externa contribuye a la señal en una región de longitud de onda determinada.
• Detección simultánea: Utilizando un detector de matriz que proporciona 2048 señales de intensidad de luz al mismo tiempo, se registra el espectro completo en un segundo. Debido a que la medición es muy rápida, el efecto de la luz ambiental se reduce significativamente.