-1 - 紫外-可见光检测器 第一节 工作原理和主要性能 一、工作原理 1. 朗伯-比耳定律 紫外-可见光检测器是通过测定样品在检测池中吸收紫外-可见光的大小来确定样品含量的。该检测器测量的是物质对光的吸收，属于吸收光谱分析类型的仪器，无论采取什么设计方法，其工作原理都是基于光的吸收定律朗伯-比耳定律。该定律指出，当一束单色光辐射通过物质溶液时，如果溶剂不吸收光，则溶液的吸光度与吸光物质的浓度和光经过溶液的距离成正比。 式中，I 是透过光强度，Io 是入射光强度，T 为透过率，A 为吸光度(absorbance)，又称光密度(optical density: OD)或消光值(extinction, E)，b 是光在溶液中经过的距离，一般为吸收池厚度，c 是吸光物质溶液的浓度，a 为吸光系数。如果溶液浓度单位采用 mol/L，b 的单位为 cm，则相应的吸光系数为摩尔吸光系数（molar absorptivity）或摩尔消光系数，单位为 L/(mol·cm)，用符号 ε 表示，则 由上式可见，吸光度与吸光系数、溶液浓度和光路长度成直线关系，也就是说对于给定的检测池（此时 b 一定），在固定的波长下（ε 为定值），紫外-可见光检测器应输出一个与样品浓度(c)成正比的光吸收信号——吸光度(A)。而实际上检测器光电元件的输出信号与透过率成正比，所以为了定量计算方便，在仪器采用对数放大器，将透过率转换成吸光度，此时仪器输出信号与样品浓度成正比。故紫外-可见光检测器属于浓度敏感型检测器。 2. 摩尔吸光系数与分子结构 紫外-可见光检测器的灵敏度很大程度上取决于样品的摩尔吸光系数。摩尔吸光系数表明物质分子对特定波长辐射的吸收能力，是物质的重要特性。ε 的大小与物质的分子结构、波长有关，不同类型物质的 ε 值差别很大。这是由于这些物质分子中某些基团的存在。当用光照射时，基团中的电子吸收光能发生能级改变，同时伴随着振动和转动能级的改变，形成特征的强吸收带。这些基团称作生色团（或发色团），它们都含有不饱和键或未共用电子对，如 C―C、C―O、S―C、C―N、-2 - N―N、N―O 等，能产生 π-π'及 n-π'的跃迁。由于跃迁时吸收的能量较低，在近紫外区和可见光区出现吸收。不饱和键的存在是有机物发色（指在 200 nm-1000 nm 波长光谱区内产生吸收峰）的主要条件。 另外，某些基因本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，常常引起吸收峰位移和吸收强度改变，这些基团称为助色团。主要的助色团有羟基、烃氧基、氨基、烷氧基、...
