Was ist ein Ultraviolett-sichtbares Spektrophotometer?

Ultraviolett-sichtbares Spektrophotometer  UV-Vis-Spektrophotometer sind ein sehr wichtiges Analyseinstrument, sei es in den wissenschaftlichen Forschungsbereichen Physik, Chemie, Biologie, Medizin, Materialwissenschaften, Umweltwissenschaften usw. oder in der chemischen Industrie, Medizin, Umweltprüfung, in modernen Produktions- und Managementabteilungen wie der Metallurgie, finden breite und wichtige Anwendung.

Das Spektralphotometer geht auf Duboscq und Nessler zurück, die 1854 das Lambert-Beer-Gesetz auf die quantitative chemische Analytik anwandten und das erste Kolorimeter entwickelten. 1918 brachte das amerikanische National Bureau of Standards das erste UV/Vis-Spektralphotometer auf den Markt. Seitdem wurde das UV/Vis-Spektralphotometer kontinuierlich verbessert, und verschiedene Geräte mit Funktionen wie automatischer Aufzeichnung, automatischem Druck, digitaler Anzeige und Mikrocomputersteuerung kamen auf den Markt. Dadurch wurden die Empfindlichkeit und Genauigkeit der photometrischen Methode stetig verbessert und ihr Anwendungsbereich erweitert. Aktuell sind zwei Hauptprodukte auf dem Markt: das Scanning-Gitter-Spektralphotometer und das Festgitter-Spektralphotometer.

UV-Spektrophotometer

Die Entwicklung des UV-Spektrophotometers

Im Bereich der Lichttrennungskomponenten wurden Prismen, maschinell gravierte Gitter und holografische Gitter eingesetzt. Kommerziell erhältliche holografische Blaze-Gitter haben die herkömmlichen geritzten Gitter schnell abgelöst. In der Instrumentensteuerung hat sich die anfängliche manuelle Steuerung mit dem Aufkommen von Ein-Chip-Mikrocomputern, Mikroprozessoren und der Kombination von Software- und Hardwaretechnologien zur automatischen Steuerung weiterentwickelt. Zur Anzeige, Aufzeichnung und Darstellung wurden anfangs Potentiometer zur Anzeige und Plotter zur Zeichnung verwendet, später digitale Voltmeter zur digitalen Anzeige. Heutzutage kommen LCD- oder Computerbildschirme häufiger zum Einsatz. Bei den Detektoren wurden anfangs Fotozellen und Fotoröhren verwendet, später dann Fotomultiplier und sogar Fotodiodenarrays. Die kombinierte Anwendung von Array-Detektoren und konkaven Gittern ermöglicht einen qualitativen Sprung in der Messgeschwindigkeit des Instruments.

Hinsichtlich der Instrumentenkonfiguration hat sich die Technik von Ein- zu Zweistrahl-Spektrophotometern weiterentwickelt. Heutzutage sind fast alle modernen Spektrophotometer Zweistrahl-Spektrophotometer. Einige hochpräzise Instrumente verwenden Doppelmonochromatoren, wodurch sich die Leistungsfähigkeit hinsichtlich Auflösung und Streulicht deutlich verbessert. Mit der Entwicklung der integrierten Schaltungstechnik und der Glasfasertechnologie sowie der kombinierten Anwendung neuer Technologien wie kleiner konkaver holografischer Gitter, Array-Detektoren und USB-Schnittstellen sind tragbare und vielseitige miniaturisierte und sogar handflächengroße UV/VIS-Spektrophotometer entstanden. Die Entwicklung der optoelektronischen und MEMS-Technologie ermöglicht die Integration spektroskopischer Elemente und Detektoren auf einem einzigen Substrat zur Herstellung miniaturisierter Spektrophotometer. Mit der zunehmenden Reife der LED-Lichtquellentechnologie und -industrie sind kleine, tragbare und kostengünstige Spektrophotometer, die LEDs als Lichtquellen nutzen, zu einem wichtigen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt geworden. Neben der räumlichen Dispersion haben einige Forscher auch die Anwendung der akustooptischen Modulationsfilterung und der Fourier-Transformationsspektroskopie im ultraviolett-sichtbaren Bereich untersucht.

Die Softwarefunktionen des Instruments können dessen Leistung und Wert erheblich steigern. Neben der Instrumentensteuerungssoftware und allgemeiner Datenanalyse- und -verarbeitungssoftware verfügen viele Hersteller über spezielle Analysesoftware für verschiedene Branchenanwendungen, was den Anwendern großen Komfort bietet.