生物工程下游技术第2讲.ppt

3、连续光谱： 在一定范围内。各种波长的光都有，连续不断，无明显的谱线和谱带。 炽热的固体物质及复杂分子受激后发射出的是波长范围相当广阔的连续光谱，称为固体光谱。 自然界的连续光谱 实验室的连续光谱 实验室的连续光谱 电磁波谱与现代仪器分析方法 波谱区 ?-射线 波长 5~140 pm 跃迁类型 核能级 X-射线 远紫外光 10-3~10nm 10~200nm 原子内层电子 近紫外光 可见光 200~400nm 400~750nm 原子外层电子/分子成键电子 莫斯鲍尔光谱法:?-射线?原子核? ?-射线吸收 远紫外光----真空紫外区，此部分光谱会被空气吸收 X-射线吸收光谱法: X-射线/放射源?原子内层电子（n10)? X -射线吸收 X-荧光光谱法: X-射线?原子内层电子? 特征X -射线发射 原子光谱：原子发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱 分子光谱：紫外-可见吸收光谱、分子荧光/磷光光谱、化学发光 波谱区 近红外光 中红外光 波长 0.75~2.5?m 2.5~50?m 跃迁类型 分子振动 远红外光 微波 射频 50~1990?m 0.1~100cm 1~100 m 分子转动 电子、核自旋 近红外光谱区:配位化学的研究对象 红外吸收光谱法:红外光?分子?吸收 远红外光谱区 电子自旋共振波谱法:微波?分子未成对电子?吸收 核磁共振波谱法:射频?原子核自旋?吸收 光分析法仪器的基本流程 光谱仪器通常包括五个基本单元： 光源 单色器 样品 检测器 显示与数据处理 光学分析法中的检测器 一. 光电转换器（Transducer） 二、光电倍增管（photomultiplier tube, PMT） 光的吸收定律 1.朗伯—比耳定律 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系： A∝b 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系：A∝c 二者的结合称为朗伯—比耳定律，其数学表达式为： A＝KLc A＝KLc 式中， A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度 L：液层厚度(光程长度)，常以cm为单位 c：吸光样品的浓度，单位mol·L-1； K：摩尔吸光系数（k），单位L·mol-1·cm-1， k在数值上等于浓度为1 mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度； 透光度(透光率)T 吸光度A与透光度T的关系: A ＝ －lgT 透光度T : 描述入射光透过溶液的程度: T = It / I0 朗伯—比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依据，应用于各种光度法的吸收测量。 偏离朗伯—比耳定律的原因 标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现：标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为对朗伯—比耳定律的偏离。 (1). 由于入射光不是单色光而引起的偏离 目前各种方法所得到的入射光是具有一定波长范围的波带，而非单色光，因而发生偏离朗伯一比耳定律的现象。单色光的纯度愈差，吸光物质的浓度愈高，偏离朗伯-比耳定律的程度愈严重。在实际工作中，若使用精度较高的分光光度计，可获得较纯的单色光。 (2). 由于介质的不均匀性引起的偏离 当被测溶液是胶体溶液、悬浊液或乳浊液时，入射光通过溶液后除一部分被吸收外，还有一部分因溶液中存在微粒的散射作用而损失，并使透光度减小。而当胶体或其他微粒凝聚沉淀时，又会使溶液吸光度下降。 (3). 溶液中的化学变化引起的偏离 溶液中的化学变化如缔合、离解、溶剂化、形成新的化合物、互变异构等，使吸光度不随溶液浓度成正比地改变，而导致偏离朗伯－比耳定律。 例如，重铬酸钾在弱酸性介质中有如下平衡： Cr2O72- +H2O → 2HCrO4- 在450nm波长处测量不同浓度重铬酸钾溶液的吸光度。由于在浓度低时重铬酸根的离解度大，而浓度高时离解度小，同时由于K(HCrO4-) K(Cr2O72-) ，因此低浓度时重铬酸根离子的吸光度降低十分显著，这就使工作曲线偏离朗伯和耳定律。 光分析方法的进展 1. 采用新光源，提高灵敏度 级联光源：电感耦合等离子体-辉光放电；激光蒸发-微波等离子体 2. 联用技术 电感耦合高频等离子体（ICP）—质谱 激光质谱：灵敏度达10-20 g 3. 新材料 光导纤维传导，损耗少；抗干扰能力强 4. 交叉 电致发光分析；光导纤维电化学传感器 5. 检测器的发展 电