Prísna analýza je nevyhnutná na overenie čistoty, koncentrácie a identity liekov. Monitorovanie stability liekov je tiež nevyhnutné na zabezpečenie účinnosti v priebehu času v rôznych podmienkach prostredia.

Hodnotí bezpečnosť a účinnosť produktu analýzou fotostability UV filtrov, charakterizáciou častíc a meraním farebných indexov. Zisťuje tiež falšovanie a kvantifikuje farbivá a antioxidanty, aby splnil očakávania spotrebiteľov.

Charakterizuje ropu, počíta asfalténové frakcie, formuluje indexy aromatického obsahu, určuje obsah síry a počíta faktory rozpustnosti.

Určuje chemické vlastnosti, hodnotí kvalitu konečného produktu, študuje zloženie polyméru, kvalifikuje vodu, určuje čistotu a účinnosť farbenia, analyzuje fotokatalytickú degradáciu a zvyšky pesticídov.

Určuje koncentráciu a čistotu nukleových kyselín a proteínov, monitoruje mikrobiálne bunkové kultúry, študuje denaturáciu a kinetiku proteínov a analyzuje biologické vzorky, ako je krvná plazma a sérum.

Ak chcete čítať UV/Vis spektrum, analyzujte graf absorbancie (alebo niekedy priepustnosti) v porovnaní s vlnovou dĺžkou. Medzi kľúčové body, na ktoré sa treba zamerať, patria:

• Absorpčné vrcholy: Identifikujte vlnové dĺžky, kde je absorbancia najvyššia; Tie zodpovedajú elektrónovým prechodom v molekulách.
• Špičkové vlnové dĺžky (λmax): Vlnová dĺžka (vlnové dĺžky), pri ktorej dochádza k maximálnej absorbancii, charakteristické pre špecifické molekulárne štruktúry alebo funkčné skupiny.
• Špičková intenzita: Výška absorpčných píkov udáva, ako silno látka absorbuje na tejto vlnovej dĺžke, čo súvisí s koncentráciou a molárnou nasiakavosťou.
• Východisková hodnota: Skontrolujte základnú absorbanciu v oblastiach bez absorpcie, aby ste posúdili problémy s prístrojom alebo vzorkou.
• Tvar spektra: Tvar a počet vrcholov môže poskytnúť informácie o typoch elektrónových prechodov a prostredí molekúl.

Interpretáciou týchto vlastností môžete identifikovať zlúčeniny, určiť koncentráciu a študovať molekulárne vlastnosti.

UV/Vis spektroskopia zvyčajne pokrýva rozsah vlnových dĺžok od 190 nm do 780 nm. 

Konkrétnejšie: 

• Ultrafialová (UV) oblasť sa vo všeobecnosti pohybuje od 190 nm do 390 nm.
• Viditeľná oblasť (Vis) sa vo všeobecnosti pohybuje od 390 nm do 780 nm.

UV/VIS Excellence spektrofotometre od spoločnosti METTLER TOLEDO siahajú ďalej do oblasti blízkej infračervenej oblasti a dosahujú 1100 nm.

UV/Vis spektroskopia je dôležitá, pretože umožňuje kvalitatívnu aj kvantitatívnu analýzu látok meraním ich absorpcie ultrafialového a viditeľného svetla.

Táto metóda pomáha určovať koncentráciu analytov, študovať chemickú kinetiku, posudzovať čistotu, vykonávať objektívne merania farieb a analyzovať molekulárne štruktúry. Jeho aplikácie pokrývajú širokú škálu oblastí vrátane chémie, biológie, environmentálnych vied a materiálovej vedy, čo z neho robí všestranný a základný nástroj na analýzu.

UV/Vis spektroskopia meria svetlo absorbované vzorkou na určenie jeho koncentrácie a identifikáciu zlúčenín. Tento proces zahŕňa odstránenie svetla.

Naproti tomu fluorescenčná spektroskopia meria svetlo vyžarované vzorkou po tom, čo absorbuje svetlo, zvyčajne pri dlhšej vlnovej dĺžke. Táto technika sa zameriava na reemisiu svetla a poskytuje oveľa vyššiu citlivosť pre špecifické fluorescenčné molekuly.

Ak chcete určiť koncentráciu neznámeho roztoku pomocou UV/Vis spektroskopie, postupujte takto:

1. Pripravte kalibračnú krivku: Zmerajte absorbanciu série štandardných roztokov so známymi koncentráciami pri vlnovej dĺžke maximálnej absorbancie (λmax) pre analyzovanú látku.
2. Vynesenie absorbancie vs. koncentrácie: Vytvorte kalibračnú krivku vynesením hodnôt absorbancie oproti známym koncentráciám. Podľa Beerovho zákona je absorbancia priamo úmerná koncentrácii.
3. Zmerajte neznámu vzorku: Zaznamenajte absorbanciu neznámeho roztoku pri rovnakom λmax.
4. Stanovte koncentráciu: Pomocou kalibračnej krivky nájdite koncentráciu zodpovedajúcu nameranej absorbancii neznámej vzorky.

Táto metóda sa opiera o Beer-Lambertov zákon, ktorý hovorí, že absorbancia A=εbc, kde ε je molárna nasiakavosť, b je dĺžka dráhy a c je koncentrácia.

Uvažujme funkčnú skupinu obsahujúcu atómy s jedným alebo viacerými osamelými pármi elektrónov, ktoré neabsorbujú ultrafialové/viditeľné žiarenie. Keď je však táto funkčná skupina pripojená k chromofóru, mení intenzitu a vlnovú dĺžku absorpcie. Tento jav sa nazýva auxochróm alebo skupina zvýrazňujúca farbu.

Prítomnosť auxochrómu spôsobuje posun polohy vrcholu alebo signálu na dlhšiu vlnovú dĺžku, ktorá sa nazýva batochromický alebo červený posun. Funkčné skupiny prispievajúce k batochromickým skupinám sú substituenty ako metyl, hydroxyl, alkoxy, halogénové a aminoskupiny.

Auxochróm, ktorý spôsobuje posun polohy vrcholu alebo signálu na kratšiu vlnovú dĺžku, sa nazýva hypsochromický alebo modrý posun. V skutočnosti sa kombinácia chromoforu a auxochrómu správa ako nový chromofor s rôznymi absorpčnými maximami (λ_max). Napríklad benzén vykazuje λ_max pri 256 nm, zatiaľ čo anilín ukazuje λ_max pri 280 nm. Skupina NH₂ teda pôsobí ako auxochróm a spôsobuje posun λ_max na väčšiu hodnotu.

Difrakčné mriežky sú vo všeobecnosti lepšie ako hranoly na rozdelenie rôznych vlnových dĺžok, pretože:

Vyššie spektrálne rozlíšenie: Mriežky môžu poskytnúť oveľa vyššie spektrálne rozlíšenie vďaka svojej schopnosti produkovať viacero ostrých difrakčných rádov, čo umožňuje jemnejšie oddelenie tesne rozmiestnených vlnových dĺžok.

Lineárny rozptyl: Uhlové oddelenie medzi vlnovými dĺžkami v mriežke lineárnejšie súvisí s vlnovou dĺžkou, čo uľahčuje analýzu a kalibráciu spektier v porovnaní s nelineárnym rozptylom hranolov.

Žiadne obmedzenia rozptylu materiálu: Hranoly sa spoliehajú na disperziu materiálu (zmena indexu lomu s vlnovou dĺžkou), čo môže obmedziť výkon, najmä v určitých rozsahoch vlnových dĺžok. Rošty využívajú interferenčné účinky, ktoré nie sú obmedzené vlastnosťami materiálu.

Široký rozsah vlnových dĺžok: Mriežky môžu efektívne pracovať v širšom rozsahu vlnových dĺžok, vrátane ultrafialového a infračerveného žiarenia, zatiaľ čo hranoly majú obmedzenia absorpcie a rozptylu.

Celkovo difrakčné mriežky poskytujú presnejšie a všestrannejšie oddelenie vlnových dĺžok ako hranoly, a preto sa bežne používajú v spektrometroch a optických prístrojoch.

Molekuly je možné analyzovať pomocou UV/Vis spektroskopie, ak majú nejakú funkčnú skupinu alebo konjugáciu, alebo ak vytvárajú farebný komplex. Keďže anorganické zlúčeniny neobsahujú žiadnu funkčnú skupinu ani konjugáciu, bežnou metódou ich analýzy je reakcia s vhodnou zlúčeninou. Vzniká tak farebný komplex, ktorého absorbanciu je možné fotometricky merať vo viditeľnej oblasti a korelovať s jeho skutočnou koncentráciou. Napríklad železo sa bežne analyzuje reakciou s 1,10-fentrolínom, aby sa vytvoril komplex červenej farby. Absorbancia komplexu sa meria pri 570 nm na odhad koncentrácie železa.

Nasleduje hlavný rozdiel medzi jednolúčovým a dvojlúčovým spektrofotometrom.

• Jednolúčový spektrofotometer: Jeden lúč zo svetelného zdroja prechádza vzorkou
• Spektrofotometer s dvojitým lúčom: Svetelný lúč zo svetelného zdroja je rozdelený na dve časti: jedna časť prechádza vzorkou a druhá časť prechádza referenčnou

Rozdelenie lúča v spektrofotometri s dvojitým lúčom sa dosahuje dvoma spôsobmi:

1. staticky, s čiastočne vysielacími zrkadlami alebo podobným zariadením
2. útlm lúčov pomocou pohyblivého optického a mechanického zariadenia

Teplota ovplyvňuje hodnoty absorbancie. Rôzne rozpúšťadlá podliehajú rôznym interakciám pri rôznych teplotách. Parametre riešenia, ktoré sa menia v dôsledku zmien teploty, sú:

• Rýchlosť reakcie. Rýchlosť sa mení pri zvýšenej teplote. To môže spôsobiť zmenu aktivity vzorky. Enzymatické/biomolekulárne reakcie sú veľmi citlivé na teplotu.
  
• Rozpustnosť rozpustenej látky. Rozpustnosť je ovplyvnená zmenami teploty. Zlá rozpustnosť môže mať za následok nepresnú absorpciu.
  
• Expanzia alebo kontrakcia rozpúšťadla. To môže viesť k zmene koncentrácie roztoku a ovplyvniť absorbanciu, pretože absorbancia lineárne súvisí s koncentráciou.
  
• Schlierenov efekt. Tento efekt sa môže vyskytnúť pri zmenách teploty, čo vedie k sérii konvekčných prúdov, ktoré môžu zmeniť skutočnú absorbanciu.
  

Parametre optického výkonu, ako je fotometrický šum, presnosť/opakovateľnosť vlnovej dĺžky, fotometrická opakovateľnosť a rozptýlené svetlo, nie sú ovplyvnené teplotou v rozmedzí 10 – 40 °C.

Zatiaľ čo optické parametre, ako je fotometrické rozlíšenie (pomer toluén/hexán) a vlnové dĺžky fotometrickej presnosti (K₂Cr₂O₇ v HClO₄), vykazujú teplotnú závislosť v rozmedzí od 0,014 do -0,034/jednotku v rozmedzí 10 – 40 °C.

Priestor na vzorky v spektrofotometroch s UV/Vis poľom je otvorený vďaka skutočnosti, že prístroje s poľom používajú reverznú optiku a súčasnú detekciu všetkých vlnových dĺžok spektra.

• Reverzná optika: Svetlo je difrakcované po prechode vzorkou. Z tohto dôvodu len malá časť vonkajšieho okolitého svetla prispieva k signálu v danej oblasti vlnovej dĺžky.
• Súčasná detekcia: Pomocou detektora poľa, ktorý poskytuje súčasne 2048 signálov intenzity svetla, sa celé spektrum zaznamená do jednej sekundy. Pretože meranie je veľmi rýchle, účinok okolitého svetla je výrazne znížený.