Welche Faktoren beeinflussen die Absorption?

1. Was ist Absorption und Durchlässigkeit?

Der Rest des Lichts wird durchgelassen, mit anderen Worten, es geht durch das Objekt, was Transmission genannt wird (T).
Je mehr Analyt in der Lösung enthalten ist, Die geringere Durchlässigkeit ist darauf zurückzuführen, dass mehr Licht absorbiert wird.

2. Warum die Absorption messen??

In der Biochemie, Biologie oder Chemie, wenn der Analyt das Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbiert, Zwischen dem einzelnen Atom/Molekül und seinem UV/Vis-Spektrum besteht eine einzigartige Beziehung. Diese Beziehung kann verwendet werden für:

• Qualitative Analyse – Feststellung des Vorhandenseins bestimmter Stoffe.
  Zum Beispiel, Bestimmung von Pestizidrückständen in Lebensmitteln, Identifizierung von Verunreinigungen wie CSB im Wasser, Identifizierung von Nukleinsäuren wie z. B. COVID-19-Tests.

• Quantitative Analyse – Bestimmung der Mengen bestimmter Stoffe.
  Zum Beispiel, Bestimmung der Konzentration von Stoffen in der Luft wie PM2,5, Bestimmung der Konzentration schädlicher Substanzen wie Quecksilber und Asbest im Make-up, Messung des Kalzium- und Proteingehalts in Milchprodukten.

3. Wie wird die Absorption ermittelt??

• Lichtquelle
  Ausschlaggebend für die Lichttransmissions- oder Absorptionsmessung ist die Lichtquelle.
  Für Absorptionsmessungen können verschiedene Lichtquellen verwendet werden. Sie unterscheiden sich im spektralen Wellenlängenbereich, in ihrer optischen Intensität und in der Lichtstabilität.

• Der passende Rohling
  Zur Korrektur unerwünschter Absorption von Absorptionsmessungen, wie etwa Lichtstreuung, Parallel zu den Proben wird ein Leerwert gemessen. Der entsprechende Blindwert umfasst alle Komponenten außer dem Analyten des Tests.
  Randbemerkung: Partikel in den Lösungen streuen das Licht, Dadurch wird der gemessene Absorptionswert erhöht, da sie den Lichtweg blockieren, infolge, weniger Licht erreicht den Detektor.
• Detektor für Absorptionsmessungen
  Ein UV-VIS-Spektrophotometer ist ein Instrument zur Messung der Absorption im UV-VIS-Bereich unter Verwendung des Beer-Lambert-Gesetzes. Misst die Intensität des Lichts, das durch eine Probenlösung in einer Küvette dringt, und vergleicht sie mit der Intensität des Lichts vor dem Durchgang durch die Probe.

4.Theoretischer Hintergrund von Absorptionsmessungen

• Nachweispfad in Küvetten
  Eine Lösung, die interessierende Analyten mit bekannten Absorptionseigenschaften enthält, wird in eine Küvette gegeben. Anschließend die Küvette in die Gerätekammer einsetzen, Das Absorptionsmessgerät bestimmt die Lichtabsorption durch Berechnung der optischen Dichtedifferenz vor und nach dem Passieren der Probe.
  (Licht, das den Detektor nicht passiert, wird entweder absorbiert oder verstreut. Der Streuanteil kann durch die Messung entsprechender Rohlinge korrigiert werden, und wird von diesem Wert abgezogen, um die tatsächliche Absorption der betreffenden Substanz zu erhalten.)

• Absorption in Chemie und Biowissenschaften
  Nach der Extinktionsmessung, Das Ergebnis ist ein Wert, der entweder in Transmission oder optischer Dichte angegeben wird. Wohingegen, Ziel der Messung ist die Quantifizierung eines gelösten Stoffes, Dann stellt sich natürlich die Frage, wie man das bekannte Signal in den Konzentrationswert umwandelt. Allgemein, Wir können das Beer-Lambert-Gesetz anwenden, um es zu erhalten.
• Beer-Lambert-Gesetz
  Der Beer-Lambert-Gesetz ist sehr hilfreich, da es die Quantifizierung absorbierender Substanzen ermöglicht, ohne dass weitere Reagenzien hinzugefügt werden müssen, es beschreibt das Verhältnis der Absorption, Weglänge und Konzentration einer absorbierenden Substanz:
  A=εlc
  A – Absorption
  ε – molarer Schwächungskoeffizient oder Absorptionsgrad der dämpfenden Spezies – M‾¹cm‾¹
  l – optische Weglänge – cm
  c – Konzentration der dämpfenden Spezies- M

Es besagt, dass zwischen der Konzentration ein linearer Zusammenhang besteht, Absorption, Weglänge und molarer optischer Koeffizient, Dies ermöglicht die Berechnung der Konzentration der Lösung durch Messung ihrer Extinktion.
Zum Beispiel, In einer Standardküvette beträgt die Pfadlänge 1 cm. Für einen absorbierenden Stoff und eine bestimmte Wellenlänge, der Extinktionskoeffizient (e) ist eine konstante Spezifische, normalerweise das Absorptionsmaximum der Substanz, Dies gibt Aufschluss darüber, wie stark die spezifische Substanz Licht bei einer bestimmten Wellenlänge absorbiert.
Als Beispiel, Der molare Extinktionskoeffizient für Oligonukleotide beträgt 32.4 µl*cm-1*µg-1. daher, eine Lösung von 1 µg/µl Oligonukleotide mit einer Pfadlänge von 1 cm hat eine Absorption von 32.4 VON.

5.Was beeinflusst Ihre Absorptionsmessungen??

• Beeinflusst das Küvettenmaterial die Absorption??
  Bei Messung im UV-Bereich, wie es für Nukleinsäuren oder NADH benötigt wird, Zum Abschluss der Messung ist die UV-durchlässige Küvette erforderlich. Ansonsten, Bei dieser Absorptionsmessung erhalten Sie in allen Proben die maximale Absorption, da das Material der Küvette UV-Licht absorbiert.

Wir haben verschiedenes Küvettenmaterial, und es gibt 5 gängiges Material, das Sie verwenden können, Plastik, Glas, UV-Quarz (Ein Rod-1-1), VIS-Quarz (Ein Wasser-2-2), IR-Quarz (JGS-3) Küvette, Das gleiche Material hat das gleiche Sendespektrum, aber unterschiedliche Herstellung hat unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit.
Als Beispiel, für unsere JGS-1 Quarzglas-Materialküvette, Geklebt Küvette hat 80% Lichtdurchlässigkeit, aber die Alles verschmolzen Quarzküvette hat 83% Lichtdurchlässigkeit, und die höchste anwendbare Temperatur ist nicht dieselbe.

• Beeinflusst die Küvettengröße die Absorption??
  Nach dem Lambert-Beer-Gesetz, wenn der Extinktionskoeffizient (e) und die Weglänge (l) sind konstant, die Absorption (A) ist proportional zur Konzentration (C) der Probe. Wenn ε und c konstant sind, Die Extinktion ist direkt proportional zur Länge des Lichtweges, sie entspricht auch der Innenweite der Küvette.
  Die Weglänge beeinflusst die Absorption. Mit einer längeren optischen Weglänge, Das Licht muss durch mehr Lösung wandern, und kann mehr Moleküle oder Atome treffen, und mehr absorbiert werden.
  Für eine Probe mit geringer Konzentration, Bei einer Küvette mit kurzer Weglänge absorbieren die Analyten möglicherweise nicht ausreichend Licht, dann ist die Messung weniger effektiv.
• Beeinflusst das Probenvolumen die Absorption?
  Für eine Standardküvette, Füllen Sie die Küvette ca 80% voll mit der Lösung, die Sie testen möchten, reicht aus.
  Aber für eine Mikroquarzzelle oder Durchflussküvette, und die von Ihnen verwendete Probe ist klein genug, um 10–400 µl zu betragen, Dann ist es wichtig sicherzustellen, dass sich genügend Probe in der Küvette befindet, damit das Licht hindurchdringen kann. Wie wir bereits sagten, Die Messung ist weniger effektiv, wenn der Analyt nicht genügend Licht absorbieren kann.
• Beeinflusst die Z-Dimension die Absorption??
  8.5mm, 15mm, 20mm Z-Dimension ist der übliche Abstand des Küvettenmittelfensters zum Küvettenboden.
  Wenn Sie eine 15-mm-ZD-Schwarzwandküvette für eine 8,5-mm-Z-Höhenmaschine verwenden, Der Lichtstrahl ist zu niedrig, um die schwarze Zellwand zu durchdringen, der den Detektor nicht erreichen kann, weil er blockiert ist, dann wirst du bekommen 0% Lichtdurchlässigkeit.

  Wir haben verschiedene Absorptionsküvetten mit unterschiedlichen ZD-Werten (siehe unten)., wie z. B. Standardpfadlänge, lange Weglänge, oder Durchflusszelle.

  Z-Höhe	Typ1	Code1	Weglänge1	Band 1	Typ2	Code2	Weglänge2	Band2
  8.5/15/20mm		QM79	10mm	50ul		QB41	10mm	100ul
  8.5mm		QB35	10mm	32ul		QF75	20mm	64ul
  15mm		QB44	10mm	50ul		QB43	10mm	200ul
  15mm		QM56	1/1.5/2/2.5/5/6.5mm	2/3/4/5/10/13ul		QB20	10mm	50/100/200ul

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Normalerweise, das sind Luftblasen in der Probe, Kondenswasser auf einem Deckel, Staub, Kratzer oder Fingerabdrücke auf dem Fenster der Küvette. daher, Es wird empfohlen, die Küvette kurz vor der Messung zu überprüfen.
Wir verfügen über blasenfreie New-Arrival-Küvetten, um den Einfluss von Luftblasen bei der Messung zu reduzieren.

• Wie beeinflusst der pH-Wert die Lichtabsorption??
  Wenn sich der pH-Wert der Lösung ändert, In einigen Molekülen der Lösung kommt es zu einer Ionisierung, dann verändert sich die Struktur der Moleküle, Dies beeinflusst die Bestimmung der Extinktion.
  Als Beispiel, zur Anthocyan-Messung von Lycium ruthenicum, Es ist weniger genau, wenn die Anthocyankonzentration in einer Umgebung mit einem einzigen pH-Wert gemessen wird, weil sich ihre Farbe und Absorption mit dem pH-Wert ändern.

Infolge, Die pH-Differenzmethode ist eine bessere Methode zur Bestimmung der Anthocyankonzentration von Lycium ruthenicum.

• Beeinflusst die Temperatur die UV/Vis-Absorptionsanalyse??
  Die Temperatur beeinflusst die Absorptionswerte.
  Die Interaktionsleistung verschiedener Lösungsmittel ist bei unterschiedlichen Temperaturen nicht genau gleich. Für eine effektive Messung ist es von entscheidender Bedeutung, die Heiztemperatur zu kontrollieren, insbesondere einige Reaktionen, die bei einer bestimmten Temperatur ablaufen. Die Lösungsparameter ändern sich mit den Temperaturänderungen:

  Reaktionsgeschwindigkeit-Die Reaktionsgeschwindigkeit ändert sich, wenn sich die Temperatur ändert. Dies kann zu einer Veränderung der Aktivität der Probe führen. Enzymatische/biomolekulare Reaktionen sind sehr temperaturempfindlich.
  Löslichkeit eines gelösten Stoffes-Die Löslichkeit wird durch Temperaturschwankungen beeinflusst. Eine schlechte Löslichkeit kann zu einer ungenauen Absorption führen.
  Ausdehnung oder Kontraktion des Lösungsmittels-Dies kann zu einer Änderung der Konzentration der Lösung führen und die Absorption beeinträchtigen, da die Absorption linear mit der Konzentration zusammenhängt.
  Schlieren effect-Dieser Effekt kann bei Temperaturänderungen auftreten, Dies führt zu einer Reihe von Konvektionsströmen, die die tatsächliche Absorption verändern können.

Zur Messung des Gesamtstickstoffs in Wasser mit einem Spektralphotometer, in alkalischer wässriger Lösung (>60℃), Kaliumpersulfat kann zersetzt werden, um Kaliumbisulfat und atomaren Sauerstoff zu erzeugen, dann das NO2-, NH4-, Organischer Stickstoff in der Probe kann durch atomaren Sauerstoff bei 120-124℃ zu Nitratstickstoff oxidiert werden. Und wir können mit dieser Lösung die Absorption und Konzentration bestimmen.

Wenn jedoch die Temperaturregelung die Anforderungen nicht erfüllt, sind in der Lösung noch Reste an Kaliumpersulfat vorhanden, die die Absorption beeinträchtigen. Kaliumpersulfat hat einen starken Absorptionspeak bei 220 nm, was mit der Absorptionswellenlänge des Gesamtstickstoffs übereinstimmt. Diese Absorptionseigenschaft schwächt sich mit der kontinuierlichen Abnahme des Kaliumpersulfats allmählich ab.

Die Temperaturkontrolle kann mithilfe eines leistungsstarken nothermischen Systems für die UV-Vis-Spektrophotometrie erreicht werden.

• Wie wirkt sich Streulicht auf die optische Dichte aus? (VON) Lektüre?
  Streulicht ist als Licht im System bei Wellenlängen definiert (Farben) anders als beabsichtigt, das heißt, Streulicht stammt nicht von der Lichtquelle des Instruments und folgt nicht dem optischen Weg, sondern gelangt zum Detektor, was zu einer Abweichung bei der entsprechenden Wellenlänge führt.

  daher, Die vom Detektor gemessene optische Dichte ist höher als die wahre OD. Mit anderen Worten, Die gemessene Extinktion der Proben ist aufgrund des Streulichtanteils geringer als die tatsächliche Extinktion.
  Eine Möglichkeit, Streulicht in diesen Systemen zu reduzieren, ist die Verwendung von Doppelmonochromatoren.

6. So reduzieren Sie den oben erwähnten Effekt auf die Absorption?

Wie wir bereits sagten, Unterschiedliche Absorptionsmessungen erfordern unterschiedliche pH- und Temperaturumgebungskontrollen, und Streulicht ist ein komplexes Thema, bei dem es darum geht, das genaue zu lösende Problem herauszufinden.

In diesem Teil, Wir werden die Einflussfaktoren der Küvette auf die Absorption klären, Auswahl der richtigen Küvette, Verwendung und Wartung der Küvette:

• So wählen Sie die richtige Absorptionsküvette für Absorptionsstudien aus?
  In unserem vorherigen Artikel, 7 Dinge, über die Sie nachdenken sollten, wenn Sie eine Küvette bestellen, Wir haben versucht, Antworten zur Auswahl der richtigen Küvette zu geben, es wird in den Aspekten des Küvettenmaterials spezifiziert, Weglänge, Z-Maß, Volumen, Abdeckungstyp, Zellform usw.
  Im folgenden Teil wird die Wahl der Pfadlänge der Küvette näher erläutert:

• So wählen Sie die richtige Schichtdicke einer Küvette aus?
  Die richtige Weglänge der Küvette soll sicherstellen, dass die Absorptionswerte innerhalb des dynamischen Bereichs des Detektors liegen.
  Die Wahl der Weglänge der Küvette hängt von der Konzentration einer Probe und der Instrumentenkammer ab, die die obere Lichtweglänge der Detektion bestimmen.

• Wann werden „Langweg“-Küvetten verwendet??
  Wenn die Konzentration der Probe zu niedrig ist, um mit einer Standardzelle mit einer optischen Weglänge von 10 mm gemessen zu werden, und die Konzentration ist schwierig, wenn die Probe während des Konzentrationsprozesses verdampft oder eine chemische oder molekulare Strukturänderung erfährt, Anschließend wird eine Zelle mit einer längeren optischen Weglänge verwendet, um die optimale Absorptionsempfindlichkeit der Absorptionsmessung zu ermöglichen.

Zum Beispiel, Eine bekannte Studie mit einer Zelle mit langer Weglänge ist die Trübungsanalyse von Wasser. 50Zur Analyse von Proben mit geringer Trübung werden häufig mm- und 100-mm-Küvetten verwendet.

Es gibt Küvetten mit optischen Weglängen von 20 mm, 30mm, 40mm, 50mm, 100mm, und andere Zellen mit langer Pfadlänge, Hergestellt aus JGS1-Quarz, 200-2500nm.

Wir haben auch Küvetten mit langer Schichtdicke aus optischem Glas, sie liegt zwischen 10 und 100 mm. Klicken Hier um mehr zu sehen, Und Hier um den geklebten* zu sehen .

• Wann werden „Kurzweg“-Küvetten verwendet??
  In Bezug auf einige hochkonzentriert Proben, Es ermöglicht die Messung mit einer Küvette mit 10-mm-Standardschichtdicke nach der Verdünnung.
  Bei einigen hochkonzentrierten Proben kann es jedoch nicht einfach verdünnt werden, Zum Beispiel, da der Analyt mit dem Lösungsmittel interagieren kann, Das Verdünnen einer Probe kann zu einer Änderung der Extinktion führen (d.h., Verschiebung der Spitzenwellenlängen). In diesem Fall, Eine Küvette mit kurzer Weglänge wird verwendet, um hochkonzentrierte Proben ohne effektive Verdünnung zu messen.

Zum Beispiel, Eine bekannte Studie mit einer Zelle mit kurzer Weglänge ist die Lösungsanalyse im NIR-Bereich. Wenn für die Absorptionsmessung im NIR-Bereich eine Zelle mit einer Standardschichtlänge von 10 mm verwendet wird, Eine Sättigung tritt häufig aufgrund der Lichtabsorption durch das Lösungsmittel auf, Dies macht es unmöglich, die Absorption des Analyten zu bestimmen. Dann wird eine Zelle mit kurzer Weglänge verwendet, um eine Absorptionssättigung aufgrund des Lösungsmittels zu verhindern.

Es gibt Kurzwegzellen mit optischen Weglängen von 0,1 mm, 0.2mm, 0.5mm, 1mm, 2mm, 5mm, usw.

Wir haben auch Küvetten mit kurzer Schichtdicke und Makrofenster, luftdicht, oder schmale Breite wie unten.

Wir haben mehr Küvetten mit kurzer Weglänge, wie 1,5 mm, 2.5mm, 3mm, 6mm, und optische Glasküvetten sind ebenfalls auf Lager.

Wenn Sie eine hochwertige und erschwingliche Küvette kaufen möchten, Bitte Kontaktieren Sie uns oder besuchen Sie unsere Website ecuvette.com.

Nachdem wir die Materialauswahl der Küvette untersucht hatten, Weglänge, Volumen, Z-Dimension und bestellte die richtige Küvette, Es ist an der Zeit, dass wir lernen, wie man die Küvette reinigt, wenn wir nicht die Einwegküvette gekauft haben.

• So reinigen Sie das äußere Fenster der Küvette?
  Bei Rissen sollte die Küvette sofort ausgetauscht werden, Chips oder Kratzer am Fenster, oder zu schlechter Leistung führen, Sie erhalten weniger effektive Ergebnisse und verschwenden Ihre Probe und Zeit, es ist viel teurer als die Kosten einer ausgetauschten Küvette.

Am Ende des Tages, Reinigen Sie Ihre Küvetten gründlich, vollständig an der Luft trocknen und in einem Küvettenständer oder einem anderen geeigneten Behälter aufbewahren. Wenn die Küvetten nicht vollständig getrocknet sind, werden sie nass gelagert, sie können mit Rückständen der vorherigen Anwendung auf den Messflächen trocknen, was sich auf nachfolgende Messungen auswirkt.