探討紫外可見分光光度法的應(yīng)用

孫瑩

摘 要：本文介紹了近年來(lái)紫外可見分光光度法發(fā)展歷程及儀器更新情況，著重探討了紫外可見分光光度法與其他技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用后達(dá)到提高檢測(cè)靈敏度、降低檢出限目的，從而實(shí)現(xiàn)多組分體系樣品不經(jīng)分離直接測(cè)定。

關(guān)鍵詞：紫外可見分光光度法;聯(lián)合應(yīng)用;新方法

紫外可見分光光度法（UV-Vis）是藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中用于鑒別、雜質(zhì)檢查和定量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方法，利用樣品分子對(duì)190～760nm波長(zhǎng)的電磁波產(chǎn)生吸收程度不同的特性，達(dá)到定性、定量、分析結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｓ捎谧贤饪梢姺止夤舛确ň哂袕V泛適用、操作簡(jiǎn)單、結(jié)果可靠的明顯優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)各領(lǐng)域相關(guān)檢驗(yàn)檢測(cè)迅速發(fā)展。

1 儀器的發(fā)展

1.1光源

紫外可見分光光度計(jì)常規(guī)光源有氘燈和鹵鎢燈，其中190～380nm波長(zhǎng)處的紫外光源由氘燈提供，380～780nm波長(zhǎng)處的可見光由鹵鎢燈提供，二者經(jīng)常結(jié)合使用。另外，已有全波長(zhǎng)光源氙燈，能提供280～980nm波長(zhǎng)的紫外、可見和近紅外光源。鑒于LED（發(fā)光二極管）行業(yè)的不斷發(fā)展和在各行業(yè)的普遍應(yīng)用，新型紫外可見分光光度計(jì)應(yīng)用LED作為光源已成為研究探討熱點(diǎn)。

1.2光柵

光柵是分光系統(tǒng)中核心元件，運(yùn)用了光的衍射與干涉作用，分為透射式光柵和反射式光柵（閃耀光柵），具體包括平面光柵、凹面光柵、平面全息光柵、階梯光柵等[1]。隨著技術(shù)的不斷更新，反射式光柵因能提高光能量的利用率，而被廣泛應(yīng)用;平面全息光柵因具有雜散光小、無(wú)偽線等明顯優(yōu)勢(shì)，而迅速發(fā)展;凹面光柵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定特點(diǎn)，借助全息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。

1.3探測(cè)器

常規(guī)紫外可見分光光度計(jì)是掃描光柵型分光光度計(jì)，探測(cè)器由光電管、光電二極管和光電倍增管組成。近年來(lái)，隨著陣列型光電器件技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用陣列型光電探測(cè)器的固定光柵型分光光度計(jì)面世，這種探測(cè)器能夠顯著提高測(cè)量速度，甚至以毫秒量級(jí)，并且能夠累計(jì)光照從而探測(cè)微弱信號(hào)。同時(shí)，固定光柵型分光光度計(jì)具有便攜特點(diǎn)，工作人員可以帶入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

1.4發(fā)展趨勢(shì)

紫外可見分光光度計(jì)趨于無(wú)機(jī)械活動(dòng)部件、集成化、固態(tài)化，才能完成情況復(fù)雜、高溫高壓的檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)，要兼具檢測(cè)速度快、數(shù)據(jù)可靠、重現(xiàn)性高等特點(diǎn)。其中，紫外可見分光光度計(jì)微型化和固態(tài)化主要體現(xiàn)在色散系統(tǒng)中，而整體結(jié)構(gòu)的微型化主要體現(xiàn)在輸入輸出系統(tǒng)微型化、光源的微型化、探頭與儀器采用光纖連接中。輸入輸出系統(tǒng)使用了觸摸屏，避免因輸入輸出系統(tǒng)分立而產(chǎn)生的體積大問(wèn)題;光源采用了光纖光源，從而實(shí)現(xiàn)微型化;探頭選擇放置在儀器外部，與儀器采用光纖連接，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量。

從分光光度計(jì)的發(fā)展來(lái)看，運(yùn)用固態(tài)式設(shè)計(jì)的陣列式探測(cè)器才能讓分光光度計(jì)成為廣泛適應(yīng)各領(lǐng)域的測(cè)量分析設(shè)備。技術(shù)上，運(yùn)用光纖技術(shù)能夠使分光光度計(jì)配置靈活、使用便攜;設(shè)計(jì)上，模塊化結(jié)合光纖能夠使分光光度計(jì)自由構(gòu)建;發(fā)展理念上，計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠使分光光度計(jì)自動(dòng)化、智能化。

2 紫外可見分光光度法與其他技術(shù)聯(lián)用

2.1與濁點(diǎn)萃取技術(shù)聯(lián)用

濁點(diǎn)萃取技術(shù)是一種新出現(xiàn)的液-液萃取法，依據(jù)表面活性劑膠束的溶解和濁點(diǎn)特性，通過(guò)改變參數(shù)（如溶液溫度、pH值、離子濃度）而引發(fā)疏水相與親水相分離后富集。紫外可見分光光度法與濁點(diǎn)萃取技術(shù)聯(lián)合使用，能發(fā)揮濁點(diǎn)萃取技富集特點(diǎn)，富集待測(cè)元素從而排除干擾元素影響。在測(cè)定維生素B12中鈷含量的實(shí)驗(yàn)中，紫外可見分光光度法與濁點(diǎn)萃取技術(shù)聯(lián)用后能降低檢出限（0.4998μg/L）[2]。

2.2與流動(dòng)注射分析技術(shù)聯(lián)用

流動(dòng)注射分析技術(shù)因具有普適性、試劑耗材少、結(jié)果準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)被眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。紫外可見分光光度法與流動(dòng)注射分析技術(shù)聯(lián)合使用，再與離子交換、多流切換、停流技術(shù)等分離轉(zhuǎn)化技術(shù)配合，通過(guò)測(cè)定樣品紫外吸收值來(lái)確定樣品含量，具有分析靈敏、選擇性強(qiáng)等特點(diǎn)[3]。將具有光電二極管陣列檢測(cè)器的分光光度計(jì)與流動(dòng)注射分析技術(shù)聯(lián)用后更是顯現(xiàn)了快速掃描的優(yōu)勢(shì)，利用專用軟件可實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)測(cè)定多組分體系，拓展了流動(dòng)注射分析技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍。

2.3與毛細(xì)管電泳法聯(lián)用

毛細(xì)管電泳法是一種液相分離法，基于在高壓電場(chǎng)中，各組分淌度存在的差異，利用毛細(xì)管作為分離通道從而實(shí)現(xiàn)液相分離。紫外可見分光光度法與毛細(xì)管電泳法聯(lián)合使用能發(fā)揮毛細(xì)管電泳法高效、微量、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境污染少等顯著優(yōu)勢(shì)。

2.4與高效液相色譜法聯(lián)用

紫外吸收檢測(cè)器是高效液相色譜法中應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)器，具有靈敏度高、選擇性好的顯著特點(diǎn)，而且紫外吸收檢測(cè)器對(duì)溶劑變化敏感度低，對(duì)強(qiáng)吸收物質(zhì)的檢出限低。

3 新型的分光光度法

3.1固相分光光度法

以樹脂相吸光光度法、泡沫塑料相吸光光度法為代表的固相分光光度法是一種新興的痕量分析法，主要利用固相載體（萘、石蠟和聚氯乙烯等）將富集與測(cè)定于一體，具有簡(jiǎn)單、快速特點(diǎn)。按測(cè)量方式，固相光度法可分為透射法與反射法。其中固相光度法對(duì)固相吸附劑和比色皿要求高，測(cè)量存在限制;反射法對(duì)固相吸附劑和吸附劑要求低，可廣泛選取，但固相反射法對(duì)分光光度計(jì)要求高（需具有積分球裝置），因而嚴(yán)重限制了應(yīng)用。

3.2催化動(dòng)力學(xué)分光光度法

催化動(dòng)力學(xué)分光光度法是一種新興的定量分析方法，以測(cè)定催化反應(yīng)速率為基礎(chǔ)。微量催化劑不僅能加快化學(xué)反應(yīng)速率，且用量與化學(xué)反應(yīng)速率存在一定的比例關(guān)系[4]。催化動(dòng)力學(xué)分光光度法具有靈敏度高的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)方法選擇性差。

3.3雙波長(zhǎng)分光光度法、三波長(zhǎng)分光光度法

雙波長(zhǎng)分光光度法具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能夠改善吸收選擇性，區(qū)別樣品、吸收干擾物或者散射干擾物的吸光度，從而提高檢測(cè)精密度。三波長(zhǎng)分光光度法能有效消除干擾物影響，提高檢測(cè)靈敏度與精密度。在測(cè)定復(fù)方蘆丁片中維生素C含量實(shí)驗(yàn)中，采用三波長(zhǎng)分光光度法，干擾成分不影響檢測(cè)結(jié)果[5];在測(cè)定氫氯噻嗪和賴諾普利的含量實(shí)驗(yàn)中，采用三波長(zhǎng)分光度比值法，待測(cè)液可不經(jīng)分離直接測(cè)定[6]。

3.4三元絡(luò)合物以及多元絡(luò)合物使用

混合配位體絡(luò)合物具有選擇性好的特點(diǎn)、膠束增溶絡(luò)合物具有檢測(cè)靈敏度高的特點(diǎn)，在分光光度法中使用三元絡(luò)合物以及多元絡(luò)合物，能使樣品的最大吸收波長(zhǎng)紅移，大大提高反應(yīng)的選擇性和靈敏度。

3.5激光熱透鏡光譜分析法

激光熱透鏡光譜分析法是一種光熱光譜分析方法，運(yùn)用熱透鏡效應(yīng)原理，具有靈敏度高、檢測(cè)限低的特點(diǎn)，在測(cè)定物質(zhì)的弱吸收或微體積樣品的檢測(cè)中尤為適用。

3.6光聲光譜法

光聲光譜法是一種定量定性分析法，由于密封在光聲池中的樣品受到調(diào)制的單色光照射后吸收光能轉(zhuǎn)化成熱量，因而用光聲光譜圖記錄光聲池產(chǎn)生與熱量相應(yīng)的壓力波動(dòng)進(jìn)行分析的方法。光聲光譜法優(yōu)點(diǎn)頗多，主要有以下4點(diǎn)：（1）具有高靈敏度。微音器檢測(cè)直接測(cè)定弱吸收樣品吸收的能量，檢出限可低至pp級(jí)。（2）廣泛適用。該方法利用光聲效應(yīng)，因而不受檢測(cè)器限制，對(duì)檢測(cè)區(qū)域、樣品形態(tài)無(wú)要求，尤其對(duì)不透明、高度散射樣品檢測(cè)具有明顯優(yōu)勢(shì)。針對(duì)不便適用常規(guī)方法測(cè)定的樣品（如非反射表面、吸收度大的樣品）提供了一種檢測(cè)可能。（3）樣品消耗量小，操作簡(jiǎn)單容易制備。（4）樣品自身能產(chǎn)生光聲信號(hào)，無(wú)需借助光檢測(cè)器，不存在收集和檢測(cè)光輻射相關(guān)問(wèn)題。

3.7浮選光度法

浮選分離法是利用離子、分子、懸浮微粒等表面活性不同，吸附在從溶液中泡沫表面上，達(dá)到與母液分離的效果。對(duì)于不存在表面活性的物質(zhì)，在可加入表面活性劑使之成為表面活性物質(zhì)后，也可以用浮選分離法分離。浮選分離法分為泡沫浮選法和溶劑浮選法，其中泡沫浮選法又可分為離子浮選、沉淀浮選，溶劑浮選法可分為萃取溶劑浮選、氣體溶劑浮選[7]。將分光光度法與浮選分離法結(jié)合使用的方法即為浮選光度法，具有選擇性好、樣品處理量大、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

近十多年來(lái)，紫外可見分光光度法在儀器和技術(shù)方面都取得了長(zhǎng)足發(fā)展，不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)用成果更為顯著。紫外可見分光光度計(jì)實(shí)現(xiàn)了微型化和固態(tài)化，波長(zhǎng)的準(zhǔn)確性及重復(fù)性、掃描速率、雜散光等技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定向好。紫外可見分光光度法與其他技術(shù)的聯(lián)用具有高靈敏度、低檢出限的優(yōu)點(diǎn)，不僅能實(shí)現(xiàn)多組分體系樣品不經(jīng)分離直接測(cè)定，更實(shí)現(xiàn)了無(wú)損、無(wú)污染分析，已然成為今后的發(fā)展趨勢(shì)。廣大科技工作者將繼續(xù)探索紫外可見分光光度法對(duì)未知物結(jié)構(gòu)的鑒定。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬升濤.反射型階梯光柵的衍射特性研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2010.

[2] 何微娜，賴承鉞，鄭寬，等.濁點(diǎn)萃取-紫外可見分光光度法測(cè)定痕量鈷[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2009，21（12）：1696-1698.

[3] 王曉潔.藥物分析中流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析與微透析采樣技術(shù)應(yīng)用研究[J].醫(yī)藥前沿，2016（4）：342.

[4] 第五鵬瑤，卞希慧，王姿方，等.光譜預(yù)處理方法選擇研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2019，39（9）：2800-2806.

[5] 鄒桂欣，尤獻(xiàn)民，姚燕.三波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定復(fù)方蘆丁片中維生素C的含量[J].華西藥學(xué)志，1999（1）：53-54.

[6] Kartal M，Erk N.Simultaneous determination of hydrochlorothiazide and amiloride hydrochloride by ratio spectra derivative spectrophotometry and high-performance liquid chromatography[J].Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis： An International Journal on All Drug-Related Topics in Pharmaceutical， Biomedical and Clinical Analysis，1999，19（3/4）：477-485.

[7] 閻永勝.氣浮分離、固相萃取與光譜法聯(lián)用及應(yīng)用研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2003.