分光光度计

将成分复杂的光分解为单色光谱线的科学仪器
分光光度计(Spectrophotometer[5]),是利用物质对光的选择吸收现象,进行物质定性和定量分析的仪器。主要由光源、单色器、样品室及吸收池、检测系统和显示系统组成。[6]光源产生的复合光,通过单色器被分解为单色光。当单色光通过样品时,一部分被吸收,其余未被吸收的光到达检测系统转变为电信号,经放大和数据处理后,通过显示系统使人们得到测量的结果。[3][4]
1665年,艾萨克·牛顿(Isaac Newton)使用三棱镜分解太阳光;1760年,朗伯(J.H.Lambert)提出朗伯定律,指出物质对光的吸收与物质的厚度成正比;1815年,夫琅和费(J.Fraunhofer)发现了太阳光谱中的夫琅和费线;1852年,比耳(A.Beer)提出比耳定律,指出物质对光的吸收与物质的浓度成正比。朗伯定律和比耳定律的结合构成了朗伯-比耳定律[a],为分光光度法的发展提供了理论基础。[7][8]20世纪初,美国科学家阿诺德·奥尔德福·贝克曼(Arnold J. Beckman)等人发明了第一台商业化分光光度计,并于1940年推出了D型(DU型)分光光度计。[9][10][11][12]自20世纪70年代起,分光光度计开始实现自动化和数字化。随着技术和材料的不断更新,分光光度计的类型也在不断迭新,以满足不同领域和不同应用的需求。[4]
在科研领域中,分光光度计常用于物质鉴定、反应动力学研究和化合物组成及稳定常数的测定等方面。[13][14][15]在食品检验领域,分光光度计通过对食品中的复合型防腐剂、复合型鲜味剂等成分的分析完成对食品成分的定性与定量检测。[16][17]环境监测中,分光光度计可被用于废水苯酚的浓度测定和大气污染监测中的臭氧含量观测,通过定量测定的方法为环境保护提供数据支撑。[17][18]造纸工业领域,分光光度计被广泛应用于单组份有色物定量分析、多组分混合物分析以及木素测定。[19]在医药产业中,分光光度计可用于药物规格检验、中药品质鉴定、杂质控制、反应监测以及添加剂质量检测,以确保所生产的药物质量符合标准。[20]

发展历史

早期理论探索(17世纪至19世纪初)