FAQ UV/VIS Spectroscopy
紫外/可見分光光度計的優點與缺點有哪些？
紫外可見分光光度法（UV-Vis spectrophotometry）是一種強大的分析技術，用於測量紫外光（UV）和可見光（Visible）區域電磁波譜中光的吸收度或透射率。此方法廣泛應用於化學、生物學、天文學、食品安全和製藥等領域。雖然紫外可見分光光度計以其精確度和多功能性而聞名，但它們也存在優缺點。本文將詳細探討紫外可見分光光度計的主要優缺點，並深入了解這些儀器在不同行業中的應用方式。
紫外光光譜法的特點有哪些？
紫外光譜法概述
紫外光譜法（UV Spectroscopy）是一種利用紫外光區（UV區域）電磁輻射進行物質分析的技術。這種方法以其高靈敏度和低偵測極限而聞名，廣泛應用於各種化學物質的定性和定量分析。
紫外光譜法的特點
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高靈敏度：
- 紫外光吸收光譜的靈敏度極高，能夠檢測極低濃度的樣品。這使得紫外光譜法成為分析微量化合物的理想工具，特別適合於共軛二烯烴和羰基化合物的定量分析。
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波長短、能量大：
- 紫外光區的電磁輻射波長較短、能量較大，這使其能夠反映中價電子能階的躍遷情況。這一特性使紫外光譜法在共軛烯烴、羰基化合物和芳香族化合物的分析中顯得尤為重要。
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定性分析信號較少：
- 由於電子能階變動時通常伴隨著震動能階的躍遷，紫外光譜法在進行定性分析時獲得的特徵信號相對較少。這是因為紫外光譜的波峰較寬且光譜圖較為單純，不如其他光譜法那樣複雜和豐富。
紫外光譜法的應用
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共軛二烯烴分析：
- 紫外光譜法特別適用於分析共軛二烯烴，這類化合物在紫外光區有明顯的吸收峰，因此能夠精確地進行定量分析。
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羰基化合物分析：
- 羰基化合物在紫外光區同樣具有特徵吸收峰，紫外光譜法能夠準確地測定這類化合物的濃度，廣泛應用於化學和生物化學研究中。
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芳香族化合物分析：
- 芳香族化合物具有獨特的紫外吸收特性，紫外光譜法能夠有效地分析這些化合物的結構和濃度，常用於有機化學和環境科學研究。
紫外光譜法的優勢
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快速分析：
- 紫外光譜法操作簡便、分析速度快，適合於需要高通量分析的場合，如製藥工業和環境監測。
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非破壞性：
- 這種方法對樣品無損壞，適用於需要保存樣品完整性的分析。
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經濟高效：
- 紫外光譜儀器相對成本較低，維護簡單，適合於大規模使用。
結語
紫外光譜法以其高靈敏度、低偵測極限和快速分析的特點，成為化學分析的重要工具。它在共軛二烯烴、羰基化合物和芳香族化合物的定性和定量分析中發揮了重要作用。隨著技術的不斷進步，紫外光譜法的應用將更加廣泛和深入，為科學研究和工業生產提供更強大的支持。
紫外可見光分光光度計覆蓋的波長範圍為何？
紫外光/可見光 (UV/Visible)，或稱為紫外可見光 (UV/Vis, UV-Vis, UV-Visible)。大多數的「紫外/可見光分光光度計」可量測 190nm 到 1100nm的波長範圍。波長小於 340nm 的部分，屬於紫外光區，它常被用來量測核酸 (Nucleic Acid)，純化的蛋白質和其他有機分子。
「紫外/可見光分光光度計」可安裝各式不同規格的樣品室 (Cell)，以及比色管 (Cuvette)，以容納各種不同形式的樣品，並執行多樣品測試，或自動化的測試。
紫外可見光分光光度計的光源有哪些？
紫外光/可見光 分光光度計 光源種類
氘燈 (Deuterium)
也就是俗稱的 D2 燈，它的光線波長位於 190nm - 370nm 的範圍。由於它的溫度很高，不能用一般的玻璃材質作為燈罩，而需要使用石英、氟化鎂等材質。一般典型氘燈的壽命大約是1000小時。一般的紫外/可見光分光光度計，都會搭配鹵素燈一起使用，讓儀器能夠涵蓋紫外光與可見光的區域。
鹵素燈 (Tungsten Halogen)
又稱為「鎢絲燈」或「石英燈」。鹵素燈光線的波長範圍位於可見光區，大約從 320nm 到 1100 nm 的範圍。若儀器中只有鹵素燈的話，意味著儀器只能測量可見光。一般鹵素燈的壽命可達到2000小時以上。
氙燈 (Xenon)
氙燈可提供高能量光源，且在短時間內就能達到穩定態。它的光線涵蓋了整個紫外光與可見光的波長區域，從 190nm 到 1100nm。由於一般氙燈以 80Hz 的頻率閃爍，壽命比氘燈或鹵素光源長，但閃光燈提供了高能量的光源具有預熱時間短和長燈泡壽命。但氙燈的成本比較高。
LED 燈
產生單一波長的光線，所以 LED 燈不需要單色器。它的壽命非常的長。LED光源的頻寬窄且穩定，是一種低成本的光源。
什麼是紫外可見光分光光度計？
關於紫外光
當白光通過一個稜鏡或狹縫後，它會被分散成光譜。紅色光的頻率較低、能量較小，在頻譜的一邊，而頻率較高、能量較大的紫色光，則在另外一邊。在紫色光以外的部分，則進入到無形的電磁波輻射區，這裡除了紫外光以外，還有其他形式的高能量光線，而且都是不可見的。紫外光輻射能夠在你站在陽光下的時候，傷害你的皮膚。
光譜中的紫外光區域，根據 ISO 21348:2007 被劃分為四個區間。近紫外光、中紫外光、遠紫外光、與極紫外光。這四個區域是根據波長（即能量大小）來切割。近紫外光，簡稱NUV，是紫外光最接近可見光的一端。極紫外光，簡稱EUV。相對於NUV，它位於紫外光區域的另外一端，最靠近Ｘ光的一端，而且是四個區間中能量最強的。而遠紫外光（簡稱FUV）與中紫外光（簡稱MUV），則是位於其他兩區間之間，這是最少被探索的區域。下表為四個紫外光區間以波長來定義的數值範圍 (根據 ISO 21348:2007 國際標準)：
| 紫外光區間 | 波長範圍 (10 nm - 400 nm) |
| 極紫外光 EUV | 10 nm - 121 nm |
| 遠紫外光 FUV | 122 nm - 200 nm |
| 中紫外光 MUV | 200 nm - 300 nm |
| 近紫外光 NUV | 300 nm - 400nm |
(註：光學可見光範圍，380nm - 760nm
紫外-可見光譜法的辨識能力
紫外/可見光分光光度計利用可見光與紫外光輻射來分析物質的化學結構。分光光度計是一種特殊類型的光譜儀，它用來測量光的強度，而光的強度跟波長成比例。當紫外光照射在各種有機化合物時，這些化合物會吸收它。因此，你可以利用紫外/可見光分光光度計量測某種化合物，並由量測結果了解它的分子結構及相關資訊。
光譜儀的類型
紫外/可見光分光光度計分別有單光束與雙光束兩種。單光束分光光度計只有一個比色槽，因此實驗組 (Treatment Group) 與對照組 (Control Group) 樣本只能分兩次進行量測。而雙光束分光光度計，則可以讓實驗組與對照組同時被量測。雙光束的 UV-Vis 分光光度計，具有更精準的量測結果，因為你不用在量測另外一組樣本時，需要重新校正。
關於光譜儀的類型，在「紫外可見光分光光度計的過去與未來」一文中，有更詳盡的介紹。
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