学药学专业的，如果以后不做实验研究就罢了，若是做实验研究，两个分析仪器是少不了的，一就是紫外光谱仪，二就是高效液相色谱仪，这已经是最为基本的仪器分析的两个“瑰宝”了。

今天就简单说说紫外光谱仪咯。

紫外光谱法是光谱分析法的一种，光谱分析法最重要的三个要求是：（1）有光源提供能量；（2）能量与物质发生相互作用；（3）产生被检测的信号。所以紫外光谱法，顾名思义就是说能量来自于紫外光区部分，主要是由氘灯提供的。有了能量，能量要与物质发生相互作用，而这种相互作用无非就是电子从低能级向高能级跃迁，吸收能量；或者就是电子从高能级返回低能级，释放能量，前者称为吸收，后者称为发射。紫外光谱法是吸收光谱法，所以电子跃迁的能级必须和紫外光区的能量相当，那么究竟是怎样的电子发生的跃迁是需要吸收这些能量的呢？主要是分子的外层成键电子，也就是外层价电子。所以紫外光谱也属于分子光谱。

由于照射过来的紫外光提供了分子外层价电子跃迁需要的能量，因此这些能量就被相应的跃迁发生所吸收，以至于剩下的光能量减小，因此我们检测到的信号就只有被吸收后剩下的信号了，所以这些信息就可以帮助我们进行定性或者定量分析。

定性分析不是紫外光谱的强项，因为分子本身的振动和转动能级的跃迁，简单说就是分子自己振动或者转动需要的能量也有一部分是与紫外光区提供的能量相符合，所以这些能量与分子外层价电子跃迁能量有所交叉，于是乎我们看到的吸收曲线就不是一根根的，而是一个包块似的，俗称“馒头峰”。正因为太多的信息被包含在了“馒头峰”里面，所以定性的能力有所下降。但是不可否认的是，分子外层价电子的跃迁类型和所需要的能量是有关的，也就是和波长有关，于是才能形成一些特定的吸收带。一般来说，外层价电子跃迁分为四种，西格玛成键轨道到西格玛反键轨道，帕尔成键轨道到帕尔反键轨道，还有n电子到西格玛反键轨道，n电子到帕尔反键轨道。其中跃迁能量属于紫外光区提供的，主要是帕尔成键轨道到帕尔反键轨道，n电子到西格玛反键轨道，n电子到帕尔反键轨道的跃迁。而一旦共轭形成后，由于电子离域，使得成键轨道到反键轨道的能量进一步降低，所以跃迁能量减小，波长就变长了，称之为长移。因此，根据其波长的位置，我们就可以对大概的结构进行推测。而在不同的溶剂中，这种能级也有所变化，也可以当做是定性分析的依据之一。

定量分析上，紫外光谱依据的是朗伯比尔定律，即A=ECl，实现的条件是：一束平行光垂直透过一定距离的稀溶液。也即是溶液太浓，或者是光散射了，或者是没有垂直过溶液，都会带来测定的不准：溶液太浓会发生溶质的反射、散射现象；光不平行，就会造成透过后收集的光损失了部分；而没有垂直通过，这个距离计算就会不准。放在仪器上就是溶液不能太浓，光需要经过准直镜和狭缝，而比色杯的位置和光源在一条直线上。

这里的E叫做吸光系数，一般有两种表示方法，其中当溶液浓度为mol/L时候，测到的是摩尔吸光系数；如果溶液浓度是g/100ml，测定到的是百分吸光系数。反过来类似，如果我们已知吸光系数，测定到了A，求算浓度时候，就必须看吸光系数是哪一种了，否则肯定是计算错误。这并不是很难的计算，却是很重要的知识点。

吸光系数是由物质本身确定的，属于它的物理性质，如果我们已知了化合物的吸光系数，就可以根据这个公式去计算浓度。这是紫外光谱法定量分析的第一种。如果不知道吸光系数的话，那就必须有化学对照品来定量了，简而言之就是我们要测定化合物R，现在手上有化合物R的化学对照品（纯度99.9%），那么我们就会用这个对照品去配制至少5份的等差的系列溶液，就是说每份浓度的差是相等的，然后都去测定一下吸光度值，于是得到一组数据，将数据记录为（x，y），x表示浓度，y是它的吸光度值，然后把这个数据点画在一张图上，横坐标轴表示浓度是x，纵坐标轴表示吸光度是y，再对这组数据做直线回归（分析化学第二章有哦），就会得到一个直线方程，y=ax+b，称为工作曲线。原则上工作曲线截距b应该是0，但是由于我们的直线回归数据点中没有（0,0），所以这个值会有，不过很小。这个方程就说明了浓度和吸光度的关系，所以测定未知化合物R的浓度的话，就把它配制好的溶液去测定一下吸光度，然后把这个值代入刚才获得的工作曲线中的y，x就计算出了，多简单的初中计算题啊。但是三个特别注意，第一就是回归系数要在0.999以上，它表征了浓度与吸光度值的相关性；第二就是配制的待测物R的浓度不能超过这5份对照品浓度之外，否则定量准确度下降；第三就是说这个工作曲线的浓度范围应该符合准确度的要求，也就是说要尽可能落在紫外光谱法的最佳吸光度值范围内，也就是0.2-0.7，因为这个时候仪器的系统误差最小。那么在实验研究中就需要通过预实验确定大概的浓度范围，然后在配制化学对照品系列溶液的时候注意容量分析操作，最后就是记住待测化合物配制相当浓度了。

如果我们没有配制那么多溶液，也可以定量，我们可以配制化学对照品R溶液浓度为x1，同时待测的R配制成x2，由于在工作曲线确定的前提下，我们知道R的吸光度和浓度在一定范围有直线相关性，所以我们选择x1在直线的中部，同时x2接近x1，那么大家就和直线形成了相似三角形，于是边的比例相同，而已知了对照品的浓度x1和吸光度值x1，测定了待测的吸光度值y2，那么待测物质的x2的确切数值就可以计算了。

上面说的都是单组份定量，由于紫外光谱特征并不明显，所以一般都进行单组份定量，即便未知化合物不纯，那么其中的杂质也不要干扰测定波长，否则，上述三个方法都不可以使用。在含量测定的概念中，我们一般都预先将未知准确含量的化合物当做100%来配制待测溶液，最后可以求算到其含量的确切数值。

从一个使用了许多年紫外光谱仪的人来说，最主要的主线就是如此，当然其中很多细小的概念如果深究，还是需要看看书的。