Phân tích nghiêm ngặt là rất quan trọng để xác minh độ tinh khiết, nồng độ và nhận dạng của thuốc. Theo dõi sự ổn định của thuốc cũng là điều cần thiết để đảm bảo hiệu quả theo thời gian trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Đánh giá tính an toàn và hiệu quả của sản phẩm bằng cách phân tích độ ổn định quang của bộ lọc UV, mô tả đặc điểm của các hạt và đo chỉ số màu. Nó cũng phát hiện sự pha trộn và định lượng thuốc nhuộm và chất chống oxy hóa để đáp ứng mong đợi của người tiêu dùng.

Mô tả đặc tính của dầu thô, tính toán các phân đoạn nhựa đường, xây dựng các chỉ số hàm lượng thơm, xác định hàm lượng lưu huỳnh và tính toán các yếu tố hòa tan.

Xác định tính chất hóa học, đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng, nghiên cứu thành phần polyme, đánh giá nước, xác định độ tinh khiết và hiệu quả nhuộm, phân tích sự phân hủy xúc tác quang và dư lượng thuốc trừ sâu.

Xác định nồng độ và độ tinh khiết của axit nucleic và protein, theo dõi nuôi cấy tế bào vi sinh vật, nghiên cứu quá trình biến tính và động học của protein, đồng thời phân tích các mẫu sinh học như huyết tương và huyết thanh.

Để đọc quang phổ UV / Vis, bạn phân tích biểu đồ của độ hấp thụ (hoặc đôi khi là độ truyền) so với bước sóng. Những điểm chính cần tập trung bao gồm:

• Đỉnh hấp thụ: Xác định bước sóng có độ hấp thụ cao nhất; Chúng tương ứng với các chuyển tiếp điện tử trong các phân tử.
• Bước sóng đỉnh (λmax): (Các) bước sóng xảy ra độ hấp thụ tối đa, đặc trưng của cấu trúc phân tử hoặc nhóm chức cụ thể.
• Cường độ đỉnh: Chiều cao của các đỉnh hấp thụ cho biết chất hấp thụ mạnh như thế nào ở bước sóng đó, liên quan đến nồng độ và độ hấp thụ mol.
• Đường cơ sở: Kiểm tra độ hấp thụ cơ bản ở các vùng không có hấp thụ để đánh giá các vấn đề về thiết bị hoặc mẫu.
• Hình dạng của quang phổ: Hình dạng và số lượng đỉnh có thể cung cấp thông tin về các loại chuyển tiếp điện tử và môi trường của các phân tử.

Bằng cách giải thích các đặc điểm này, bạn có thể xác định các hợp chất, xác định nồng độ và nghiên cứu các tính chất phân tử.

Quang phổ UV / Vis thường bao phủ dải bước sóng từ 190 nm đến 780 nm. 

Cụ thể hơn: 

• Vùng tia cực tím (UV) thường nằm trong khoảng từ 190 nm đến 390 nm.
• Vùng khả kiến (Vis) thường nằm trong khoảng từ 390 nm đến 780 nm.

Máy đo quang phổ UV/VIS Excellence của METTLER TOLEDO mở rộng hơn vào vùng cận hồng ngoại, đạt 1100 nm.

Quang phổ UV / Vis rất quan trọng vì nó cho phép phân tích cả định tính và định lượng các chất bằng cách đo sự hấp thụ tia cực tím và ánh sáng nhìn thấy của chúng.

Phương pháp này giúp xác định nồng độ của các chất phân tích, nghiên cứu động học hóa học, đánh giá độ tinh khiết, thực hiện các phép đo màu khách quan và phân tích cấu trúc phân tử. Các ứng dụng của nó bao gồm nhiều lĩnh vực, bao gồm hóa học, sinh học, khoa học môi trường và khoa học vật liệu, làm cho nó trở thành một công cụ linh hoạt và cần thiết để phân tích.

Quang phổ UV / Vis đo ánh sáng được hấp thụ bởi mẫu để xác định nồng độ của nó và xác định các hợp chất. Quá trình này liên quan đến việc loại bỏ ánh sáng.

Ngược lại, quang phổ huỳnh quang đo ánh sáng phát ra từ mẫu sau khi nó hấp thụ ánh sáng, thường ở bước sóng dài hơn. Kỹ thuật này tập trung vào việc phát xạ lại ánh sáng, cung cấp độ nhạy cao hơn nhiều đối với các phân tử huỳnh quang cụ thể.

Để xác định nồng độ của một dung dịch chưa biết bằng phương pháp quang phổ UV / Vis, hãy làm theo các bước sau:

1. Chuẩn bị đường cong hiệu chuẩn: Đo độ hấp thụ của một loạt dung dịch chuẩn có nồng độ đã biết ở bước sóng độ hấp thụ tối đa (λmax) cho chất phân tích.
2. Vẽ đồ thị độ hấp thụ so với nồng độ: Tạo đường cong hiệu chuẩn bằng cách vẽ các giá trị độ hấp thụ so với nồng độ đã biết. Theo Định luật Beer, độ hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ.
3. Đo mẫu chưa biết: Ghi lại độ hấp thụ của dung dịch chưa biết ở cùng λmax.
4. Xác định nồng độ: Sử dụng đường cong hiệu chuẩn để tìm nồng độ tương ứng với độ hấp thụ đo được của mẫu chưa biết.

Phương pháp này dựa trên Định luật Beer-Lambert, trong đó nói rằng độ hấp thụ A = εbc, trong đó ε là độ hấp thụ mol, b là độ dài đường dẫn và c là nồng độ.

Hãy xem xét một nhóm chức chứa các nguyên tử có một hoặc nhiều cặp electron đơn độc không hấp thụ tia cực tím / bức xạ khả kiến. Tuy nhiên, khi nhóm chức này được gắn vào một sắc tố, nó làm thay đổi cường độ và bước sóng hấp thụ. Hiện tượng này được gọi là auxochrome hoặc nhóm tăng cường màu.

Sự hiện diện của auxochrome gây ra sự dịch chuyển vị trí của đỉnh hoặc tín hiệu sang bước sóng dài hơn, được gọi là dịch chuyển bathochromic hoặc dịch chuyển đỏ. Các nhóm chức năng góp phần tạo thành các nhóm bathochromic là các chất thay thế như metyl, hydroxyl, alkoxy, halogen và các nhóm amin.

Auxochrome gây ra sự dịch chuyển vị trí của đỉnh hoặc tín hiệu sang bước sóng ngắn hơn được gọi là dịch chuyển hypsochromic hoặc dịch chuyển màu xanh. Trên thực tế, sự kết hợp của tế bào sắc tố và auxochrome hoạt động giống như một tế bào sắc tố mới có cực đại hấp thụ khác nhau (λ_max). Ví dụ, benzen hiển thị λ_{tối đa} ở 256 nm, trong khi anilin hiển thị λ_{tối đa} ở 280 nm. Do đó, nhóm NH₂ hoạt động như một auxochrome và gây ra sự dịch chuyển của λ_max đến một giá trị lớn hơn.

Lưới nhiễu xạ thường tốt hơn lăng kính để tách các bước sóng khác nhau vì:

Độ phân giải quang phổ cao hơn: Lưới có thể cung cấp độ phân giải quang phổ cao hơn nhiều do khả năng tạo ra nhiều bậc nhiễu xạ sắc nét, cho phép tách các bước sóng cách nhau chặt chẽ hơn.

Phântán tuyến tính: Sự tách biệt góc giữa các bước sóng trong lưới có liên quan tuyến tính hơn với bước sóng, giúp phân tích và hiệu chỉnh quang phổ dễ dàng hơn so với sự phân tán phi tuyến của lăng kính.

Không có giới hạn phân tán vật liệu: Lăng kính dựa vào sự phân tán vật liệu (sự thay đổi của chiết suất với bước sóng), điều này có thể hạn chế hiệu suất, đặc biệt là trong một số dải bước sóng nhất định. Lưới sử dụng hiệu ứng nhiễu, không bị giới hạn bởi các đặc tính vật liệu.

Phạm vi bước sóng rộng: Lưới có thể hoạt động hiệu quả trên một dải bước sóng rộng hơn, bao gồm tia cực tím và hồng ngoại trong khi lăng kính có giới hạn hấp thụ và phân tán.

Nhìn chung, lưới nhiễu xạ cung cấp khả năng tách bước sóng chính xác và linh hoạt hơn so với lăng kính, đó là lý do tại sao chúng thường được sử dụng trong máy quang phổ và dụng cụ quang học.

Các phân tử có thể được phân tích bằng quang phổ UV / Vis nếu chúng sở hữu bất kỳ nhóm chức năng hoặc liên hợp nào, hoặc nếu chúng tạo ra phức hợp màu. Vì các hợp chất vô cơ không chứa bất kỳ nhóm chức năng hoặc liên hợp nào, phương pháp phổ biến để phân tích chúng là phản ứng với một hợp chất thích hợp. Điều này tạo ra một phức hợp màu có độ hấp thụ có thể được đo quang trong vùng nhìn thấy và tương quan với nồng độ thực tế của nó. Ví dụ, sắt thường được phân tích bằng phản ứng với 1, 10-phenthroline để tạo ra phức hợp màu đỏ. Độ hấp thụ của phức hợp được đo ở 570 nm để ước tính nồng độ sắt.

Sự khác biệt chính giữa máy đo quang phổ chùm đơn và chùm tia kép sau đây.

• Máy đo quang phổ chùm đơn: Một chùm tia duy nhất từ nguồn sáng đi qua mẫu
• Máy đo quang phổ chùm tia kép: Chùm ánh sáng từ nguồn sáng được chia thành hai phần: một phần đi qua mẫu và phần còn lại đi qua tham chiếu

Phân tách chùm tia trong máy quang phổ chùm tia kép đạt được theo hai cách:

1. Tĩnh, với gương truyền một phần hoặc một thiết bị tương tự
2. Làm suy giảm chùm tia bằng thiết bị quang học và cơ học chuyển động

Nhiệt độ ảnh hưởng đến giá trị hấp thụ. Các dung môi khác nhau trải qua các tương tác khác nhau ở các nhiệt độ khác nhau. Các thông số giải pháp thay đổi do thay đổi nhiệt độ bao gồm:

• Tốc độ phản ứng. Tốc độ thay đổi khi nhiệt độ tăng cao. Điều này có thể gây ra sự thay đổi trong hoạt động của mẫu. Phản ứng enzym / phân tử sinh học rất nhạy cảm với nhiệt độ.
  
• Độ hòa tan của chất tan. Độ hòa tan bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ. Độ hòa tan kém có thể dẫn đến hấp thụ không chính xác.
  
• Sự giãn nở hoặc co lại của dung môi. Điều này có thể dẫn đến sự thay đổi nồng độ của dung dịch và ảnh hưởng đến độ hấp thụ, vì độ hấp thụ có liên quan tuyến tính đến nồng độ.
  
• Hiệu ứng Schlieren. Hiệu ứng này có thể xảy ra khi nhiệt độ thay đổi, dẫn đến một loạt các dòng đối lưu có thể làm thay đổi độ hấp thụ thực.
  

Các thông số hiệu suất quang học như nhiễu trắc quang, độ chính xác/độ lặp lại bước sóng, độ lặp lại trắc quang và ánh sáng đi lạc không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ trong phạm vi 10 – 40 °C.

Trong khi đó, các thông số quang học như độ phân giải quang trắc (tỷ lệ toluene / hexane) và bước sóng độ chính xác quang trắc (K₂Cr₂O₇ trong HClO₄) cho thấy sự phụ thuộc vào nhiệt độ nằm trong khoảng từ 0,014 đến -0,034 / đơn vị trong vòng 10 - 40 ° C.

Buồng chứa mẫu trong máy đo quang phổ mảng UV / Vis mở do thực tế là các thiết bị mảng sử dụng quang học đảo ngược và phát hiện đồng thời tất cả các bước sóng của quang phổ.

• Quang học ngược: Ánh sáng bị nhiễu xạ sau khi nó đi qua mẫu. Do đó, chỉ một phần nhỏ ánh sáng xung quanh bên ngoài đóng góp vào tín hiệu trong một vùng bước sóng nhất định.
• Phát hiện đồng thời: Sử dụng máy dò mảng cung cấp 2048 tín hiệu cường độ ánh sáng cùng một lúc, toàn bộ quang phổ được ghi lại trong vòng một giây. Vì phép đo rất nhanh nên ảnh hưởng của ánh sáng xung quanh giảm đáng kể.