红外吸收光谱与紫外荧光的区别
生物分子的光谱学分析
生物分子的光谱学分析光谱学是一门研究物质在电磁波谱区吸收、发射、散射等现象的学科。
在生物科学领域，光谱学是一项重要的手段，可以帮助研究者了解生物分子的结构和功能。
本文将介绍几种常见的生物分子光谱学分析方法，包括红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱和紫外光谱。
一、红外光谱红外光谱是研究物质分子振动和转动的光谱学方法。
红外光谱图能够反映出不同波数下样品分子中的振动和转动状态，从而确定分子结构和化学键的类型。
在生物分子研究中，红外光谱技术广泛应用于蛋白质、核酸、多糖和其他生物分子的研究。
通过红外光谱，可以确定生物分子的结构、构象和组成。
例如，红外光谱可用来确定蛋白质的二级结构，通过测量蛋白质的频率区域来捕捉螺旋、折叠和延伸构象所产生的光谱特征。
同时，红外光谱还可以用来检测分子内的氢键以及某些氨基酸的含量。
这些信息对于了解蛋白质的折叠、稳定性和功能至关重要。
二、拉曼光谱拉曼光谱是一种反映物质分子振动和转动信息的非破坏性光谱学方法。
拉曼光谱通过测量样品与激光光束相互作用的散射光谱来研究样品的分子结构与化学键的类型。
与红外光谱不同，拉曼光谱使用可见或近红外激光与样品相互作用，故有更好的空间分辨率和更小的选型效应。
在生物分子研究中，拉曼光谱可用来确定蛋白质、核酸和多糖的三维结构、二级结构及其组成成分。
最近，拉曼光谱已成为生物分子高效直观的表征方法之一。
拉曼光谱可以消除流的影响，即对生物分子进行研究时分子固定位置不变时的分子振动行为，这与其他方法不同。
此外，由于可见和近红外光是拉曼光谱的激发源，所以样品的浓度不影响其结果，这使得拉曼光谱成为一种理想的组成分析技术。
三、荧光光谱荧光光谱是生物分子的激发发射光谱，指的是在样品受到辐射时，样品吸收光能量并排放出发光，常被用于研究DNA、RNA、蛋白质和细胞等生物大分子的结构、功能和活性。
荧光光谱是一种比较灵敏的分析技术，荧光分子对光的响应很敏锐。
在荧光光谱中，荧光发生最强的波长，也就是荧光峰的位置和强度是研究者需要关注的重点。
光谱技术与应用
光谱技术与应用光谱技术是研究和应用光的科学，通过对物质与光的相互作用进行测量与分析。
光谱技术包括广泛的方法，如可见光、紫外光（UV）、红外光（IR）和拉曼光谱等，它们具有独特的特点和应用。
以下是光谱技术的一些常见应用：1. 可见光和紫外光吸收光谱：这种技术用于测量溶液或固体材料在可见光和紫外光范围内吸收的光的强度。
这可以帮助我们了解物质的组成、浓度、结构和稳定性。
它被广泛应用于颜色测量、化学分析和材料表征。
2. 红外光光谱：红外光谱技术用于测量物质对红外辐射的吸收。
它提供了关于物质振动和旋转能级的信息，可用于识别有机和无机化合物、分析功能团、研究分子结构等。
此外，红外光谱还可以应用于气体分析、食品检测和环境监测。
3. 拉曼光谱：拉曼光谱技术基于物质发生激发态的振转和旋转转变时发射或散射光粒子的能量差异，提供关于物质振动和分子结构的信息。
拉曼光谱在化学和材料科学中具有广泛应用，可以用于物质的成分分析、相变研究、微量探测等。
4. 荧光光谱：荧光光谱技术用于研究物质通过光吸收后再发射的光谱特性。
这种技术可以用来检测材料的组成、测量荧光强度和寿命，了解分子间相互作用，以及细胞和组织的荧光标记。
5. 质谱：质谱被用于分析物质的质量、质量比和结构。
质谱技术可以提供关于分子的质量、组成、分子结构、碎片图谱等信息。
它在化学、环境科学、生命科学等领域有广泛应用，包括物质探索、代谢组学、药物检测等。
除了上述应用，光谱技术在食品安全检测、医学诊断、环境监测、材料研究等领域都具有重要作用。
这些技术的研究和应用有助于我们更好地理解和探索物质的特性和行为，为科学研究和工业领域提供有价值的工具。
紫外吸收光谱与红外吸收光谱
共轭烯烃（不多于四个双键）p p*跃迁吸收峰位置可由伍德
沃德——菲泽 规则估算。 max= 基+nii 基-----是由非环或六环共轭二烯母体决定的基准值； 无环、非稠环二烯母体： 基=217 nm
2020/10/25
异环（稠环）二烯母体：
基=214 nm
同环（非稠环或稠环）二烯母体：
基=253 nm
niI : 由双键上取代基种类和个数决定的校正项
(1)每增加一个共轭双键 +30
(2)环外双键
+5
(3)双键上取代基：
酰基（-OCOR） 0 卤素（-Cl，-Br） +5
烷基（-R）
+5 烷氧基（-OR） +6
2020/10/25
（3）羰基化合物共轭烯烃中的 p → p*
1．紫外—可见吸收光谱
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：
σ电子、π电子、n电子。
s*
HC O
s
Hp
n
p*
K
R
E
E,B
n
p
分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
s
当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反
键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为：
n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
① Y=H,R n → s* 150-160nm p → p* 180-190nm
p* KR K
ห้องสมุดไป่ตู้
n → p* 275-295nm
②Y= -NH2,-OH,-OR 等助色基团 p
光谱测试系统(透射、反射、吸收、荧光、PL、拉曼、紫外可见红外)
元 件
□ 宽光谱范围全自动光谱扫描
□ 系统由激发光源部分、样品室部分、分光部分、探测部分、信号采集处理部分、软件部分组成
□ 采用了高通光效率、低杂散光水平的单色仪和优化的光路
光
□ 采用锁相放大器进行信号的处理，大大的提高了系统的信噪比
电
□ 系统经过多年技术积累和客户的成功使用经验，具有很高的可靠性
探
785nm 等
□薄膜厚度测量，厚度范围：10nm-50um，1nm 分辨率
光
□采用氘灯溴钨灯复合光源
学
□自动装载、卸载、定位，每 25 片一包
平
台
光 学 元 件
六、LE-SP-SR 光电探测器光谱响应度测量系统 Spectral Response Measurement System
光
应用范围
电
□本系统专门用于测试光电探测器及各种光电转换材料和器件的光谱响应曲线。针对太阳能电池领域，可以测试太阳能电池的
器
□宽光谱范围，覆盖了紫外可见和红外
□结构设计紧凑，高分辨率
主要规格
光
□光谱范围：200-1100nm（Up to 2200nm 可选）
机
□采用低噪声线阵 CCD，2048 象素
产 品
□适合晶圆尺寸：2 英寸、4 英寸、6 英寸、8 英寸
□多种激光波长可选：266nm、325nm、375nm、405nm、532nm、658nm、
测
□ 采用模块化设计，使用灵活，便于功能扩展和升级
弱
&
□ 可实现样品原位测量
信
□ 可升级做显微的 PL 光谱测试
号
处
□ 可升级做 EL 电致发光测量
理
□ 可升级做电场调制光谱
仪器分析复习材料
仪器分析复习材料仪器分析复习材料Ⅰ名词解释:内插法：图p153（⾃绘）透射率：T=I t /I 0吸光度与透射率关系A=-lgT朗伯⽐尔定律： A=ξ*L*C ；ξ=M/10*E (双波长法联⽴⽅程) 紫外分光仪器相对误差： RE=0.434△T/T*lgT 荧光效率=发射荧光量⼦数/吸收激发光量⼦数荧光强度 F=KC (ECL<0.05)不饱和度Ω=1+C+（N-H(和卤族)）/2 核磁峰数=n+1受到不同相邻H 时，J 值相同峰数=(n+n ’+….)+1 J 值不同峰数=（n+1）(n ’+1)… 质谱分辨率 R=M ⼩/△M亚稳离⼦峰 M=M 2（裂解后）/M （裂解前）⽤于验证裂解产物⾊谱分辨率 R=2*(Tr2-Tr1)/(w1+w2) 分配系数 K Tr=To(1+K*V) 分配因⼦ k=Tr’/To理论塔板⾼度 n=16(Tr/w)2=5.54(Tr/w 1/2)2理论塔板数H=L/n⽓相⾊谱重要公式 H=A+B/u+Cu 归⼀化法公式 M i =Af i /∑Af 内标法公式 W=A i f i m s /A s f s m 相对⽐移值 R f =L/L 0Ⅳ课后习题答案第⼋章电位法和永停滴定法1.名词解释指⽰电极：在电化学电池中借以反映待测离⼦活度，发⽣所需电化学反应或激发信号的电极参⽐电极：在恒温恒压条件下，电极电位不随溶液中被测离⼦活度的变化⽽变化，具有基本恒定电位值的电极⽢汞电极：由汞、⽢汞及KCL溶液组成随CL-浓度⽽改变电位的电极. 在CL-浓度不变时多做参⽐2.简述离⼦选择电极类型以及测量⽅法离⼦选择电极类型：晶体膜电极、⾮晶体膜电极、⽓敏电极、酶电极测量⽅法：标准曲线法、标准⽐较法、标准加⼊法3.简述玻璃电极作⽤原理。
以及为什么使⽤前要在蒸馏⽔中浸泡⼀天原理：玻璃膜吸收⽔分形成⽔化凝胶层使凝胶层内Na+位点⼏乎全被H+占据，因SiO3对H+选择性更强导致H+进⼊多⽽Na+出来少产⽣了电位差8.总离⼦强度调节剂主要组成和作⽤，并说明加⼊的⽬的组成：离⼦强度调节剂、缓冲剂、掩蔽剂作⽤：1.提⾼离⼦强度 2.保持液接电位稳定 3.PH缓冲作⽤ 4.掩蔽⼲扰离⼦计算100ml⽔中测Ca2+ E=-0.0619 v 加⼊0.0731MOL/L Ca2+标准液1ML E=-0.0483求原Ca2+浓度解析利⽤标准加⼊法公式解（3.87*10-4）PH=4.00缓冲液⽤电级测E=0.209 当插⼊未知液时 E=0.312 E=0.088 E=-0.017求未知液的PH值利⽤计算ph公式计算（5.75 1.15 0.17）第九章光谱分析概论2.吸收光谱和发射光谱有何异同？同：都是通过物质能级的跃迁，量⼦化的以辐射形式进⾏的能量变化显⽰异：吸收光谱是物质选择性吸收辐射产⽣的谱线发射光谱是物质受刺激后，由激发态回到基态或较低能态时所释放的辐射强度谱线3.什么是分⼦光谱法，什么是原⼦光谱法原⼦光谱：明锐分⽴的现状光谱，每条线状光谱对应⼀定波长，只于原⼦离⼦性质有关，与原⼦、离⼦来源的分⼦⽆关。
紫外-可见分光光度法
E=A / C C为100ml溶液中所含被测物质的重量 （按干燥品或无水物计算），g
（C = 0.003001g ×（1-水分）/ 100ml)
二.鉴别: 按各该品种项下的规定，测定供试品
溶液在有关波长处的最大及最小吸收，有 的并须测定其各最大吸收峰值或最大吸收 与最小吸收的比值，均应符合规定。
在高精度的分析测定中（紫外区尤其 重要），吸收池要挑选配对。因为吸收池 材料本身的吸光特征以及吸收池的光程长 度的精度等对分析结果都有影响。
玻璃吸收池因为能吸收紫外光，故只 能用于320nm以上的可见光区。
石英吸收池因不吸收紫外光而常用 于3０0nm以下的紫外光区，但也可用于 可见光区。
最常用的光路长度为: 1cm的吸收池。
表示方法：
（1）百分吸收系数（E）：
以
E 1% 1cm
表示。
E=A/C(%)×L(cm)
中国药典规定的吸收系数即为
E 1% 1cm
。
在用吸收系数法计算含量时，E11c%m 通常要
大于100
（2）摩尔吸收系数（ε）：
当溶液的浓度（C）为1mol/L,光路长 度（L）为1cm时，相应的吸光度为摩尔吸 收系数，以ε表示。
通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长 范围为190～900nm。
第二节 光吸收基本定律和吸收系数
1.光吸收基本定律： 比尔—郎伯（Beer—Lambert）定律
为光吸收基本定律，是分光光度分析的 理论基础。 Lambert于1730年提出了光 强度与吸收介质厚度的关系。1852年 Beer提出了光强度与吸收介质中吸光物 质浓度之间的关系。
光源为空心阴极灯。每种元素都 有各自的空心阴极灯，因此原子 吸收光谱是锐线光谱。
紫外光谱法与红外光谱法
部分一紫外光谱法与红外光谱法摘要：光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法，紫外光谱法(UV)，红外光谱法(IR)都是属于光谱法。
一、原理不同1、紫外光谱(UV)分子中价电子经紫外光照射时，电子从低能级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这样产生的吸收光谱叫紫外光谱。
紫外光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。
紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm(纳米), 其中100-200nm 为远紫外区，200-400nm为近紫外区, 一般的紫外光谱是指近紫外区。
2、红外光谱法（IR）分子与红外辐射的作用，使分子产生振动和转动能级的跃迁所得到得吸收光谱，属于分子光谱与振转光谱范畴。
利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法称之红外光谱法。
红外光区的波长范围是0.76—500 μm，近红外0.76—2.5μm中红外2.5—25μm远红外波长25—500μm 。
二、仪器对比三、分析目的1、紫外吸收光谱由电子能级跃迁引起紫外线波长短、频率高、光子能量大，能引起分子外层电子的能级跃迁。
电子跃迁虽然伴随着振动及转动能级跃迁，但因后者能级差小，常被紫外曲线所淹没。
除某些化合物蒸气（如苯等）的紫外吸收光谱会显现振动能级跃起迁外，一般不显现。
因此，紫外吸收光谱属电子光谱。
光谱简单。
2、中红外吸收光谱由振—转能级跃迁引起，红外线的波长比紫外线长，光子能量比紫外线小得多，只能收起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁，因而中红外光谱是振动—转动光谱，光谱复杂。
3、紫外吸收光谱法只适用于芳香族或具有共轭结构的不饱和脂肪族化合物及某些无物的定性分析，不适用于饱和有机化合物。
红外吸收光谱法不受此限，在中红外区，能测得所有有机化合物的特征红外光谱，用于定性分析及结构研究，而且其特征性远远高于紫外吸收光谱，除此之外，红外光谱还可以用于某些无机物的研究4、红外光谱的特征性比紫外光谱强。
各种光谱技术及其应用
各种光谱技术及其应用光谱技术是一种研究物质与光的相互作用的科学工具，它通过分析物质与光的相互作用过程中所产生的光谱信号来研究物质的性质和结构。
光谱技术在各个领域都有广泛的应用，如化学、生物学、物理学等，本文将介绍几种常见的光谱技术及其在不同领域中的应用。
1. 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱是一种常见的光谱技术，它通过测量物质对紫外或可见光的吸收能力来分析物质的特性。
UV-Vis光谱广泛应用于分析化学、环境监测、生物化学等领域。
例如，可以通过UV-Vis光谱来测定物质的浓度、了解反应过程中物质的变化、监测水体中的污染物等。
2. 红外光谱(IR)红外光谱是一种通过测量物质在红外辐射下吸收、散射或透射光的强度变化来研究物质结构和成分的技术。
红外光谱广泛应用于有机化学、药物研发、材料分析等领域。
例如，通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团、分析药物的含量、研究材料的结构等。
3. 核磁共振(NMR)核磁共振是一种通过测量核磁共振现象来研究物质结构和动力学的技术。
在核磁共振光谱中，物质中的原子核在外加磁场和射频场的作用下发生共振，从而产生一系列特征峰。
核磁共振在有机化学、生物化学、药物研发等领域具有重要的应用价值。
例如，核磁共振光谱可以用于识别有机化合物的结构、分析药物的纯度、研究生物大分子的结构等。
4. 荧光光谱荧光光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发射的荧光光强度来研究物质的性质和结构的技术。
荧光光谱广泛应用于生物学、医学、环境科学等领域。
例如，荧光光谱可以用于检测生物标记物、分析环境污染物、研究荧光染料的性质等。
5. 质谱(MS)质谱是一种通过分析物质的离子化状态和质量-电荷比来研究物质的成分和结构的技术。
质谱广泛应用于分析化学、药物研发、环境监测等领域。
例如，质谱可以用于确定有机化合物的分子结构、分析药物的代谢产物、检测环境中的有机污染物等。
6. 拉曼光谱拉曼光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发生拉曼散射光的强度和频率变化来研究物质的结构和成分的技术。