导数光谱
波谱分析--UV-Vis
而在此不加讨论。
只有-*和n-*两种跃迁的能量小，相应波长出现在近
紫外区甚至可见光区，且对光的吸收强烈，是我们研究的重
点。
波谱分析 —— UV-Vis
• 2、几个概念
波谱分析--UV-Vis
不同物质结构不同或者说 其分子能级的能量(各种能级 能量总和)或能量间隔各异， 因此不同物质将选择性地吸收 不同波长或能量的外来辐射， 这是UV-Vis定性分析的基础 。
定性分析具体做法是让不 同波长的光通过待测物，经待 测物吸收后，测量其对不同波 长光的吸收程度(吸光度A)， 以吸光度A为纵坐标，辐射波 长为横坐标作图，得到该物质 的吸收光谱或吸收曲线，据吸 收曲线的特性(峰强度、位置 及数目等)研究分子结构。
设cM/c=f，则
A’ A
A
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
cM/c
该法适于离解度小、配合比低的配合物组成测定。
•
收池、检测器等组成（见图）。
•
•
光源 — 钨灯和氘灯（连续、稳定、恒定、长
）
•
分光器 — 棱镜和光栅；
紫外可见光度计仪器: 分光光度计分为单波
长和双波长仪器。
1. 单波长分光光度计 (a) 单光束 (b) 双光束（空间分隔） (c) 双光束（时间分隔）
特点： 因光束几乎同时通过样
品池和参比池，因此可消 除光源不稳产生的误差。
波谱分析 —— UV-Vis
• （3）有机物构型和构象的确定（顺反、互变）
•
如：顺反式、酮式-烯醇式互变异构等
•
（见P33-34例）
同步导数荧光光谱法测定食品中3种芳香族氨基酸_朱燕舞
所对应的波长差 以 依 次为 。,
图
,
,
一 。
激发和发射光谱通带宽度均为 管电压为
试验 方法
, 光电倍增 · 一 '。
色氨酸在不同 以 下的同步荧光光谱图
, 扫描速率为
州
、 一
拟
移取 色氨 酸 、酪氨酸 和 苯丙 氨 酸 标 准储 备 溶 液 各 溶液 定容 至 ,用 磷 酸二 氢 钾一 氢 氧化 钠 缓 冲 。 分取 溶液于
书 叭 、﹄
试 验考 察 了
一
的 磷酸 二 氢钾一 氢氧
化钠缓 冲溶 液对测 定 的影 响 。 由于 同一 条件 下苯丙
氨酸荧光强度明显低于酪氨酸和色氨酸 , 故取其荧
几 阳
光强度最大时的酸度作为待测体系的酸度 。结果表 明 在 时 , 苯丙氨酸对应 的荧光强度最大 ,
一 一苯丙氨酸
—
色氨酸
—
酪氨酸
容量瓶 中 , 用缓冲溶液定容 、 摇匀 。 溶液置于 石英 比色皿 中 , 按仪 器 工 作 条件 进 行 同 步荧 光 光谱
扫描 , 以扣 除空 白后 的 同步荧光 强度绘 制 曲线 。
结果与讨论
激 发和发 射 光谱 种氨 基酸标 准溶 液 的荧光 光谱 图见 图
朱燕舞等 同步导数荧光光谱法测定食品中 种芳香族氨基酸
分别为 一, 一 , 一 · 一' 。 其 导数 荧光 强度 呈 线性 关 系 , 检 出限
方法 用 于蜂 蜜 、羊奶粉 和 啤酒样 品 中
中图分类 号 文献标 志码
种芳 香族氛 基酸 的测定 , 回收 率在
文章编号 一 一
一
一
之间。
关键词 同步 导数 荧光光谱 法 芳香族氨 基 酸 食 品
一阶导数光谱 savitzky–golay filter
一阶导数光谱savitzky–golay filter1. 引言1.1 概述在光谱分析领域，一阶导数光谱起到了至关重要的作用。
通过对光谱进行微分运算，我们可以获取样品所含的化学物质的信息并进一步进行定性和定量分析。
然而，在实际应用中，光谱数据经常受到噪声和干扰的影响，这会给后续的数据处理和分析带来挑战。
为了解决这个问题，本文将介绍一种被广泛应用于光谱处理中的滤波器——Savitzky-Golay滤波器。
1.2 文章结构本文总共分为五个部分。
首先，在引言部分(章节1) ，我们将简要介绍整篇文章所涵盖内容，并说明每个部分的目标与重点。
其次，我们会概述一阶导数光谱的定义、意义以及在光谱分析中的重要性(章节2) 。
接着，我们会详细介绍Savitzky-Golay滤波器的原理、操作效果以及参数选择与优化方法(章节3) 。
然后，我们会探讨Savitzky-Golay滤波器在一阶导数光谱中的具体应用，包括数据预处理与噪声消除效果评估、峰检测与峰定位精度提升效果评估，以及光谱峰形变化分析与解释方法探讨(章节4) 。
最后，我们会在结论部分总结本文的主要研究发现，并展望未来的研究方向，同时对Savitzky-Golay滤波器在实际应用中的价值与局限性进行讨论(章节5) 。
1.3 目的本文的目的是系统地介绍一阶导数光谱和Savitzky-Golay滤波器，并深入探讨其在光谱分析中的应用。
通过此篇文章，读者将能够了解到一阶导数光谱的重要性、Savitzky-Golay滤波器的原理和操作方法，以及该滤波器在数据预处理、峰检测和光谱峰形变化分析等方面所起到的作用。
同时，本文还将提供关于未来研究方向和实际应用价值与局限性的讨论，为相关领域的研究人员提供参考和启示。
2. 一阶导数光谱概述:2.1 导数的定义与意义:导数是微积分中的基本概念之一，用于描述函数在特定点处的变化速率。
对于一个函数f(x)，它的一阶导数表示了其在某个点x处的切线斜率。
透光率导数光谱与吸光度导数光谱的比较_宋远志
Interference ;Linearity
紫 外-可 见 光 光 度计 有 两 种 测 量 方 式 A 和 T %, 若用计算机对这两种测量信号对波长求导 , 可 得透 光 率导 数 光谱 dnT / dλn 和 吸光 度 导数 光谱 dnA/d λn 。 理论上证明可以用透光导数光谱进行定 量分析 , 并证明在此测量方式可以获得更高的灵敏 度[ 1] , 本文以糖精钠 220 ～ 260nm 的特征峰为研究 波长 , 比较两种导数光谱分析方法的优劣 。
1 试验部分
1 .1 仪器与试剂 U/ VIS916 紫外-可见分光光度计(澳大利亚生
产), GBC 分析软件 。 N aHCO 3 溶液 :20g·L -1 糖精钠标准溶液 :75mg·L -1(用 20g·L -1 NaH-
CO3 溶液配制)
收稿日期 :2002-02-09 作者简介 :宋远志(1966-), 男 , 湖北天门 人 , 硕士 , 副教授 , 主要 研究方向为光谱分析和电化学分析 。
-1 .13 × 10 -4
258 .6
-7 .150 × 10 -2
229 .8
-1 .600 × 10 -2
2
峰
241 .3
3 .000 × 10 -3
249 .2
4 .940 × 10 -2
241 .7
1 .698 × 10 -3
224 .0
0 .1900
244 .7
5 .602 × 10 -4
仪器复习题答案）
仪器复习题答案）复习题答案1．分子光谱:由分子的吸收或发光所形成的光谱称为分子光谱（molecular spectrum），分子光谱是带状光谱。
2．分子荧光分析:某些物质被紫外光照射激发到单重激发态后，在回到基态的过程中发射出比原激发波长更长的荧光，通过测量荧光强度进行定量分析的方法。
3．气相干扰：是指干扰发生在气相过程中（如电离干扰、激发干扰）以气相化学反应引起的干扰。
4．标记PCR(LP-PCR)：利用同位素、荧光素等对ＰＣＲ引物进行标记，用以直观地检测目的基因。
5．毛细管电泳:是指离子或带电粒子以毛细管为分离室,以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离分析技术。
6．红外吸收光谱：又称为分子振动—转动光谱。
当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
7．Fermi共振：当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分。
8．荧光发射：电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态（多为S1→S0跃迁），发射波长为‘2的荧光；10-7～10 -9 s 。
9．原子光谱:原子的电子运动状态发生变化时发射或吸收的有特定频率的电磁频谱.原子光谱是一些线状光谱,发射谱是一些明亮的细线,吸收谱是一些暗线.10．分子吸收光谱:分子对辐射选择性吸收使基态分子跃迁至更高能级的激发态而发出的特征光谱为分子吸收光谱.11．内转化：处于相同的重态的两个离子间的非辐射跃迁.12．宽带吸收：是用紫外可见分光光度法测量溶液中分子或离子的吸收，吸收宽带宽从几纳米到几十纳米，是用的是连续光源，这种测量方法叫13．塔板理论：在每一块踏板上，被分离柱分在气液两相间瞬时达到一次分配平衡，然后随载气从一块踏板以脉动式迁移，经过多次分配平衡后，分配系数小的组分先离开精馏塔，分配系数大的后离开，从而使分配系数不同的组分分离。
导数分光光度法共20页
光谱。
如何从导数光谱上读取定量数据？
• 峰－峰法与基线法
X阶导数分光光度法
比值—导数法（比光谱导数分光光度法）
导数光谱－峰面积积分法 多波长线性回归导数分光光度法
一阶导数分光光度法测定水中微量铝
Al3+和Fe3+在pH＝3.62的条件下均与 铝试剂生成红色配合物，但两者的吸收 光谱严重重叠
在562nm处，Fe3+配合物的导数值 为零，而Al3+配合物的导数值近似为 最大值。测定此处吸光值，可以有效 的消除Fe3+的干扰，并且测Al3+的灵 敏度又较高。同时，水样中悬浮物的 影响也可以通过导数法消除
d d
dn A cl dn
dn
dn
从上式可以看出各阶导数始终和试液浓度C呈直线关系，这是导数分光光度定量
分析的基础
无论干扰组分吸收曲线形状如何，都可以用一个近似的幂级数来表示
A 2 b 0 b 1 b 22 b 33 b 44
根据吸光度加合性原理，两组分共存时，有下式
A A 1 A 2 c b 0 l b 1 b 22 b 3 3 b 44
A A 2 2 A 2 0 0 A 2 8 2 2 A 2 1 A 2 2 0 1 A 2 9 2 0 A 2 9 A 0 2
A0.0018C309.000557 r0.9998
准确配制盐酸麻黄碱2.48×10-2，4.96×10-2，9.92×10-2,12.40×10-2， 14.88×10-2，17.36×10-2mmol·L-1系列标准溶液7份，以蒸馏水为参比，测 定207，208，209，219，220，221nm处的吸收值，并计算ΔA值，作线形 拟合，给出回归方程并绘制标准曲线图 结果说明在2.48×10-2～17.36×10-2mmol·L-1范围内浓度C与ΔA值呈良好的线形关系
二阶导数紫外光谱法测定双黄连口服液中总绿原酸的含量
・
３ ４・ ２
安 徽 医 药 Ａ ｈ ｉ ｄ ａ ｎ ｈｒ ａｅｔａ ｏ ｒ ｌ ２０ ｐ ；ｌ ４ ｎ ｕ Ｍｅｉ ｌ ｄＰ ａｍ ｃｕｉ ｌ ｕｎ ０ ７Ａ ｒｌ （ ｃ ａ ｃ Ｊ ａ
二阶导数紫外光谱法测定双黄连 １服液 中总绿原酸 的含量 ３
．
ｓ ｏ ｅ ｏ ｄ ｌ ｅ ｒ ｒｌ ｔ ｎ ｈ ｐ ｗｉ ｉ ａ ｇ ｆ ６ ～２ ３ ｈ ｗ ｄ ａｇ ｏ ｉ ａ ｅａｉ ｓ ｉ ｔ ｎ ａ ｒ ｎ ｅ ｏ ４． ７ ｎ ｏ ｈ ３． ５ ｍｇ ・Ｌ一 Ｔ ｅ ｒ ｇ ｅ ｓｏ ｑ ａｉｎ ｗ ｓ Ｄ ：０． ４ ５×１ 一０ １ × ｈ ｅ ｒ ｓ ｉｎ ｅ ｕ ｔ ａ ｏ ７９ ０一 Ｃ
酸及其异构体（ 异绿原酸 、 新绿原酸 、 隐绿 原酸等 ） 它 们理 化 ， 性质与药理作用相似 … ， 因此 对双黄 连 口服 液中 总绿 原酸进
行质量控制是 非 常必要 的。张蕙 等 已证实 金银 花水 提 液
ห้องสมุดไป่ตู้
３ ００～ ８ ． ｎ 波长 之 间的振 幅 与零线 基 本重 合 ， 双黄 ５ ． ３ ０ ５ｎ ｌ 而
ＲＳ ＝３ １ ％ ． ｎ ｌ ｓｏ Ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ｓｍｐｅ． ｃ ｕ ａｅ ａ ｄ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｆｒｄ ｔｒ ｉ ａｉ ｎ ｏ ｔ ｈｏ ｏ ｅ ｉ ｃｄ ｉ ｈ ａ ｇ ｎ — Ｄ ．５ Ｃｏ ｃｕ ｉ ｎ ｈ ｔｏ ｉ ｌ ａ ｃ ｒ ｔ ｎ ａ ｅ ｕ ｅ ｅｅ ｎ ｔ ｆ ｏａ ｃ ｌｒ ｇ ｎ ｃ ａ ｉ ｎ ｓ ｕ ｓ ｏ ｍ ｏ ｔｌ ｎ ｈａ ｎ ｇｉ ｎ ｏ ａ ｉ ｕ ｄ ｌ ｒ ｌ ｉ ａ ｌ ｑ Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｕ ｎ ｈ ａ ｇｉ ｎ ｏ ａ ｉｕ ｄ；ｏａ ｈ ｏ ｏ ｅ ｉ ｃｄ；ｅ ｏ ｄ ｏ ｄ ｒｄ ｒｖ ｔ ｅ ｓ ｅ ｔ ｐ ｏｏ ｔｙ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｔｒ ｉａ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｈ ａ ｇ ｕ ｎ ｌ ｒ ｌ ｉ ｔ ｔ ｃ ｌｒ ｇ ｎ ｃ ａ ｉ ｓ ｃ ｎ ｒ ｅ ｅ ａｉ ｐ ｅｒ ｈ ｔｍｅ ｒ ； ｏ ｔ ｎ ｅｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｑ ｌ ｉ ｖ ｏ ｍ ｏ
绘制吸收光谱及测定摩尔吸光系数
实验一绘制吸收光谱及测定摩尔吸光系数一.实验目的通过紫外吸收光谱的绘制和摩尔吸光系数的测定，掌握Agilent8453 UV-Vis的使用方法。
学习导数光谱计算方法及特点。
二.实验原理1．本实验用Agilent8453型分光光度计绘制氨基酸（苯丙氨酸，色氨酸）的紫外吸收光谱，找出它的吸收峰波长并计算摩尔吸光系数。
CH2CHCOOHNH2CNHCH2CHCHCOOHNH2苯丙氨酸色氨酸紫外分光光度法是利用物质对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，波长范围为200-400nm的紫外光谱。
各种分子都有其特征的吸收光谱，即吸光度与摩尔吸光系数随波长的变化而变化的规律。
吸收光谱的形状与物质的特征有关，以此进行定性分析。
为了清楚地描述各种物质对紫外区域电磁辐射的选择性吸收的情况，往往需绘制吸收光谱曲线，即吸光度对波长的曲线。
在吸收光谱曲线上可以找到最大吸收峰波长。
根据比尔定律：A = εb c式中A—吸光度ε—摩尔吸光系数b—液槽厚度，单位：cmc—摩尔浓度，单位：mol/l摩尔吸光系数可按下式计算：Abc ε=2．导数分光光度法：利用紫外-可见分光光度计软件系统带有的数学处理功能，对吸收光谱进行处理，可以获得导数光谱。
利用导数光谱进行分光光度测定，称为导数分光光度法。
通常可以获得1-4阶导数光谱。
在各阶导数光谱中，吸光度对波长的微分值与溶液中组分的浓度c保持线性关系：ssd Acdλ∝。
其中s为导数的阶数。
因此，可以利用导数光谱进行定量测定。
导数光谱可用于放大图谱间差别，定性分析中分辨重叠谱带，而且还可以减少定量分析中来自散射、基体、及其它吸收物的干扰影响。
由于导数光谱灵敏度高，因此对于试样纯度检验，多组分混合物的测定，消除共存杂质的干扰和背景吸收，测定混合式样都具有特殊的优越性。
三.实验仪器和试剂1.Agilent8453 UV-Vis分光光度计;2.移液枪(德国BRAND公司生产);3.50ml容量瓶2支; 废液池（烧杯）一只；4.氨基酸储备液：色氨酸0.400 g/l，苯丙氨酸2.00 g/l;5.去离子水四.实验步骤1.吸收光谱的测定（1）用氨基酸储备液及去离子水在50ml容量瓶中配置氨基酸溶液，色氨酸浓度为40mg/l, 苯丙氨酸800mg/l；（2）分别取上述溶液，用1cm石英比色皿，以水作参比溶液，在波长范围为190nm—400nm 间测定他们的吸收光谱。
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导数光谱法测定混合样品溶液中苯酚的含量
学生：郑德
摘要目的：学习导数吸收光谱的绘制；利用导数光谱法直接测定二元混合物中组分的含量结果：二元混合物中组分中苯酚的含量27.99μg/ml。
关键词导数光谱法苯酚
1.实验材料
1.1仪器
紫外分光光度计、石英比色皿、滴管、10ml容量瓶、移液管、洗耳球
1.2试药
苯酚、苯甲酸钠均为分析纯、蒸馏水
2.原理及方法
2.1原理
一阶导数光谱是~λ图谱。
当二元组分各自零阶光谱重叠时，可选择一组分的一阶导数等于0处的波长作为另一组分的测定波长，因导数具加和性，故在此波长下测定混和
物的导数值，即为另一组分的导数值。
导数值与浓度成正比＝·c·l
2.2对照品溶液的制备
精密称取苯酚和苯甲酸钠各0.1000g，分别用蒸馏水溶解，定量转移至1000ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，即得浓度为100μg /ml的储备液，置于冰箱中保存。
分别吸取标准苯酚储备液 1.00ml和标准苯甲酸钠储备液 1.00ml至10ml容量瓶中，用0.04mol/LHCl溶液稀释至刻度，摇匀，即得浓度为10μg/ml的标准溶液。
2.3 线性关系考察
精密吸取苯酚对照品溶液0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml、1.2ml，分别至10ml 容量瓶中，加0.04mol/L HCl溶液稀释至刻度，得到2μg/ml、4μg/ml、6μg/ml、8μg/ml、10μg/ml、12 μg/ml的系列浓度对照品溶液。
以0.04mol/L HCl溶液为参比溶液，测定系列浓度的苯酚/0.04M HCl溶液在207.0处的吸光度，求其导数值。
结果见表1
表1 线性关系考察测定结果
对照品吸光度的导数值
2μg/ml 0.00865
4μg/ml 0.093
6μg/ml 0.0104
8μg/ml 0.01105
10μg/ml 0.01171
12μg/ml 0.0129
以进样量（μg/ml）为横坐标，以吸光度导数值为纵坐标绘制标准曲线，得苯酚回归方程：Y =0.0004X -0.0078，r=0.9956, 结果表明苯酚的浓度在2～12μg/ml范围内线性关系良好（见图一）。
图一苯酚线性关系图
3.测定与结果
3.1测定波长的选择
分别测定苯甲酸钠和苯酚的一阶导数吸收光谱，选择苯甲酸钠一阶导数等于0、而苯酚的一阶导数偏离零点较大的波长处，作为苯酚的测定波长，即207.0。
3.2样品测定
以0.04mol/L HCl溶液为参比溶液，测定混和溶液的吸光度值并求其导数值( n=3 )，测三次依次为0.01859、0.01910、0.01930，代入回归方程求得样品的浓度C1=26.975μg/ml、C2=28.25μg/ml、C3=28.75μg/ml（=27.99μg/ml，RSD%=3.30%）。
4、思考题
导数光谱进行测定的特点是什么？
答;能够有效地消除共存组分的干扰；随着导数阶数的增加，谱带变窄，峰形变锐，有助于谱带的分辨。