Основным принципом ультрафиолетового спектрофотометра является точное преобразование света в данные, научное обоснование которого восходит к глубокому слиянию молекулярных переходов уровня с законом Ламбера - Билла.

Световой "скрининг" с молекулярным "танцевальным шагом"

Когда источник света (например, дейтериевая лампа или вольфрамовая лампа) излучает ультрафиолетово - видимый свет непрерывного спектра (200 - 800 нм), монохроматор (растр или призма), подобно « спектральному тонировщику», разлагает сложный свет на монохромный свет с одной длиной волны. Эти лучи последовательно проникают в раствор в пуле образцов, где электроны в молекулах, как и « танцовщики», поглощают только энергию фотонов, соответствующую их энергетическому прогрессу, и завершают переход от основного состояния к возбужденному. Например, остатки тирозина в белках сильно поглощают свет на 280 нанометров, в то время как пуриновые основания ДНК образуют пик поглощения на 260 нанометрах. Эта селективная абсорбция позволяет различным веществам представлять « спектральные отпечатки».

« Математический пароль» для преобразования данных

Непоглощенный свет захватывается детектором (фотодиодом или фотоумножителем) и преобразуется в электрический сигнал. В этот момент закон Ламбера - Билла (A = Эпсилон bc) становится ключом к декодированию: абсорбция (A) прямо пропорциональна концентрации раствора (c), световой путь (b) и коэффициент поглощения моля (Эпсилон). Измеряя поглощение на разных длинах волн, прибор рисует спектральные кривые поглощения, пиковое положение кривой (например, 260 нм пиков ДНК) используется для качественного анализа, в то время как значения поглощения на конкретных длинах волн количественно обнаруживаются с помощью стандартных кривых или прямых вычислений. Например, при измерении концентрации ДНК достаточно прочитать абсорбцию на 260 нанометрах, чтобы получить результат с помощью формулы замещения.

« Научный мост» от лаборатории к промышленности

Универсальность этого принципа делает его междисциплинарным аналитическим инструментом. В биологических науках он отслеживает изменения поглощения NADH на 340 нанометрах в ферментных реакциях, отслеживая скорость реакции в реальном времени; В области экологического мониторинга концентрация загрязняющих веществ, таких как нитриты и тяжелые металлы, может быть быстро обнаружена путем анализа характеристик поглощения проб воды на определенной длине волны. Современные приборы также используют двухлучевую конструкцию, автоматическое сканирование длины волны и другие технологии, чтобы повысить чувствительность обнаружения до уровня нак, в сочетании с компьютерным программным обеспечением для реализации спектральных библиотечных пар, динамического моделирования и других расширенных функций, так что диалог « света и молекулы» преобразуется в работоспособные научные данные.