Аппаратурная схема метода
Спектрометры могут быть использованы для измерения абсорбции ультрафиолетового или видимого света образца: либо на одной длине волны или в диапазоне спектра [6] (Рисунок 1).
Рисунок 1.1 – Аппаратурная схема исследования
Аппаратурная схема включает ряд узлов: источник излучения, устройство для выделения спектрального интервала, кюветное отделение, детектор и регистратор.
Источник излучения может быть представлен:
дейтериевой газоразрядной лампы для УФ-области 160-375 нм,
лампа с вольфрамовой нитью или вольфрамовая галогенная лампа для областей 350 - 2500 нм,
лампа накаливания с областью 340-1100 нм [7].
Спектры получаются непрерывными, поэтому необходимы специальные устройства для выделения спектрального интервала.
Устройство для выделения спектрального интервала:
Дифракционная решетка или призма (спектрофотометры),
Сфетофильтры (фотоэлектроколориметры) [5, 8].
Фотоэлектроколориметры обычно применяют для веществ, поглощающих в видимой и длинноволновой УФ-области электромагнитного спектра; а спектрофотометры – поглощающие при длине волны 300 нм и имеющие узкие полосы поглощения [8].
Свет проходит через кюветы, составляющие кюветное отделение. Система включает в себя 2 кюветы: первая – для раствора сравнения (обычно растворитель), вторая – для исследуемого вещества [5]. Кюветы могут быть сделаны из стекла или пластика (для видимой области спектра) или из кварца (для области с менее 325 нм т.е. с УФ областью, т.к. стекло и пластик поглощают УФ). Толщина кюветы обычно составляет 1 см [8].
После прохождения света через систему кювет, излучение попадает на детектор. Детектор представляет собой устройство, который преобразует электромагнитное излучение в поток электронов, а затем, в ток или напряжение в схеме считывания. Фотоэлектрические или фотоэлектронные умножители, как правило, используются в качестве детекторов [6]. Фотодиоды все чаще используются в качестве детекторов в современном анализе, также могут быть использованы системы, состоящие из нескольких фотодиодов [7]. В качестве детекторов также могут быть использованы фотоэлементы (сурьмяно-цезиевый или кислородно-цезиевый) [8]. Результаты измерения отражаются в виде графиков на регистрирующем устройстве.
При исследовании необходимо учитывать особенности растворителя. Для анализа в ультрафиолетовой и видимой областях образец растворяют в подходящем растворителе, который не должен поглощать излучение в аналитической области длин волн. Для УФ- и видимого диапазона пригодны вода, спирты, хлороформ, низшие углеводороды, эфиры и разбавленные растворы сильных кислот и щелочей [1]
Наличие определенных полос поглощения в спектре исследуемого вещества может указывать на присутствие в структуре этого соединения определенной функциональной группы, проявляющей хоромофорные или ауксохромные свойства. Этим объясняется сходство спектров веществ, содержащих фенильный радикал (эфедрин, димедрол, бензилпенициллин, атропин, апрофен и др.), характеризующихся тремя полосами поглощения около 251, 257 и 263 нм. Для фенолов (адреналин, изопреналин, эстрадиол, местранол, морфин и др.) характерен максимум поглощения около 280 нм, а для веществ содержащих сопряженную енольную систему, около 238 нм [1] (Рисунок 1.2).
На рисунке изображены спектры: 1) адреналина гидротартрата; 2) гидрокортизона ацетата (а) и кортизона ацетата (б); 3) эфедрина гидрохлорида
Рисунок 1.2 – Ультрафиолетовые спектры поглощения