实验数据:吸光度检测的原理与实践

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实验原理

光是电磁波的一种,电磁波根据其波长有不同的名称。下图显示了电磁波及其对应的波长。

图1_光的种类和波长.jpg

吸光度检测使用波长在紫外线和可见光范围内的光。当物质受到光照射时,它会吸收特定波长的光,导致电子能量从基态(最低能态)跃迁到激发态(更高能态)。吸收光的波长因物质的分子结构而异。

图2_HPLC分析中吸光度检测的原理.png

通过测量流经检测器流通池的流动相的吸光度变化,可以计算出峰成分的浓度。根据朗伯-比尔理论,吸光度与物质的浓度成正比,但在实际测量中,如果浓度过高,吸光度就会饱和,如图2右图所示。因此,必须在保证线性的浓度范围(动态范围)内进行定量。

图3_紫外探测器光学系统.png

紫外吸光度检测器(UV 检测器)当中,氘灯 (D2 灯;紫外区) 主要用作紫外检测器的光源。来自光源的光通过衍射光栅分成特定波长的光,然后进入并穿过流通池。穿过流通池的光进入光接收元件 (光电二极管),在那里被转换成与光强度成比例的电信号,然后将数据处理为吸光度。为了检测紫外和可见光区,使用配备 D2 灯和钨灯 (W 灯) 作为光源的紫外-可见吸光度检测器 (UV-VIS)。

图4_PDA探测器光学系统.png

光电二极管阵列检测器( PDA 检测器)。PDA 检测器中安装的光源发出的光进入流动池,穿过流动池的光被衍射光栅分光。PDA 检测器在检测部分使用包含 1024 个光接收元件的光电二极管阵列,分光光经光电二极管阵列检测后,仅将特定波长范围转换为电信号,并将数据处理为吸光度。它也被称为 DAD(二极管阵列检测器)。

图5_使用 PDA 探测器获取的数据图像.png

PDA检测器可以测量连续的紫外光谱,从而可以采集多波长色谱图。与紫外检测器获得的色谱图(X轴表示时间,Y轴表示吸光度)不同,PDA检测器还能提供三维数据,Z轴表示波长。

图6_使用 PDA 检测器进行紫外线吸收剂分析的示例:(左)化妆品色谱图,(右)检测到的成分的紫外光谱.png

展示了使用PDA检测器分析化妆品中的有效成分紫外线吸收剂的示例。如图6左图所示,使用PDA检测器可以在单次分析中获得多个波长的色谱图。右图显示了色谱图中检测到的每种化合物峰顶的紫外光谱。

由于此分析中获得的每种成分的紫外光谱的最大吸收波长不同,因此可以同时分析不同的波长。虽然使用紫外检测器进行分析时获得的定性信息仅限于标准品和检测成分的保留时间的比较,但PDA检测器除了可以比较目标成分的保留时间外,还可以比较标准品的紫外光谱和检测成分的紫外光谱。

图7_使用紫外光谱进行定性分析的示例.png

显示了标准品的紫外光谱与化妆品中检测到的化合物B在310nm处的紫外光谱的叠加。两个紫外光谱吻合,表明化妆品中检测到的化合物与标准品为同一成分。因此,使用PDA检测器也可以获取紫外光谱信息,从而实现更可靠的定性分析。

实验结果

图8_UV-Vis曲线.png

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作者:GARFIELDTOM
邮箱:coolerxde@gt.ac.cn

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