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紫外可見分光光度計的導(dǎo)數(shù)光譜法由于相移的存在, 導(dǎo)致導(dǎo)數(shù)光譜中峰值、峰谷對應(yīng)的波長位置與其真實的波長位置存在偏差以及復(fù)雜頻率分量的物質(zhì)吸收曲線發(fā)生群時延?；诹阆嘁茷V波器原理, 雙向?qū)?/span>數(shù)光譜法能夠有效地消除相移。實驗采用紫外可見分光光度計掃描水楊酸溶液, 并用導(dǎo)數(shù)光譜法和雙向?qū)?shù)光譜法分析吸光度數(shù)據(jù)。結(jié)果表明, 雙向?qū)?shù)光譜法能克服相移, 提供無群時延的更精確的吸收細(xì)節(jié), 從而提高紫外可見分光光度計的分析精度。
紫外可見分光光度法( UV- V is spectrophotom etry)是根據(jù)被測物質(zhì)分子對紫外可見波段范圍( 150~800 nm)單色輻射的吸收或反射強度進行物質(zhì)的定性、定量或結(jié)構(gòu)分析的一種方法 。該方法由于具有靈敏度高、準(zhǔn)確性及選擇性好、成本低、操作簡單等優(yōu)點 , 而被廣泛應(yīng)用于制藥 、醫(yī)療衛(wèi)生 、化學(xué)及化學(xué)工程、食品、環(huán)境監(jiān)測 和生物等領(lǐng)域。然而, 紫外可見分光光度計直接掃描得到的吸收光譜波形相對簡單、缺乏細(xì)節(jié)、分辨率低, 且對復(fù)雜化合物的定性分析有一定的困難。復(fù)雜物質(zhì)的吸收光譜還可能存在波形重疊, 因此, 紫外可見分光光度計不能直接區(qū)分復(fù)雜物質(zhì)的各種組分。差分法、等吸收波長法和導(dǎo)數(shù)光譜法可以解決這一難題。導(dǎo)數(shù)光譜( Derivat ive spectropho tometry)亦稱為微分光譜, 是吸收光譜關(guān)于波長的微分系數(shù)對波長的函數(shù)圖, 屬于紫外吸收光譜派生的一個分支。導(dǎo)數(shù)光譜法是將紫外可見分光光度計的吸收光譜進行數(shù)學(xué)變換, 得到一階或更高階的導(dǎo)數(shù)光譜, 可對復(fù)雜多組分物質(zhì)不經(jīng)分離而直接檢測, 方法簡便、快速、準(zhǔn)確, 近年來得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。導(dǎo)數(shù)光譜法中的吸收強度隨波長的變化非常敏感, 靈敏度高, 對重疊譜帶及平坦譜帶的分辨率高、噪聲低。目前, 導(dǎo)數(shù)光譜法已作為紫外可見分光光度計的分析方法, 廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析領(lǐng)域。導(dǎo)數(shù)光譜法在對吸收光譜數(shù)據(jù)進行處理時, 相當(dāng)于一個高通濾波器。所以, 導(dǎo)數(shù)光譜法的致命缺點是相頻特性不理想。由于相移的存在, 使得吸收光譜的原始細(xì)節(jié)在導(dǎo)數(shù)光譜上產(chǎn)生平移以及群時延帶來的波形畸變。因此, 導(dǎo)數(shù)光譜法不能準(zhǔn)確地反映被測物質(zhì)的吸收特性。為消除導(dǎo)數(shù)光譜法的相移, 本文提出了紫外可見分光光度計的雙向?qū)?shù)光譜法。雙向?qū)?shù)光譜法基于信號處理的零相移濾波原理 , 采用雙向濾波實現(xiàn)相頻特性的零相移。零相移濾波的主要思想是使用當(dāng)前信號點前面和后面的信號點所包含的信息, 即使用未來的信息 來消除相位的失真 。雙向濾波是實現(xiàn)零相移的方法之一, 雙向是指前向和后向兩次求導(dǎo), 解決了零相移濾波器物理上無法實現(xiàn)的難題。由雙向濾波得到的雙向?qū)?shù)光譜法能夠消除傳統(tǒng)導(dǎo)數(shù)光譜法的相移, 有助于為紫外可見分光光度計提供更準(zhǔn)確的吸收細(xì)節(jié), 提高定性分析能力, 確保紫外可見分光光度計具有更高的精確度。基于這些優(yōu)點, 雙向?qū)?shù)光譜法有促進紫外可見分光光度計進一步發(fā)展的潛力。
本文提出了紫外可見分光光度計的雙向?qū)?shù)光譜法。通過對水楊酸溶液的紫外可見分光光度計吸收光譜的分析, 認(rèn)為雙向?qū)?shù)光譜法能有效消除傳統(tǒng)導(dǎo)數(shù)光譜法中的相移, 避免了振幅值正負(fù)反向以及群時延效應(yīng)帶來的波形畸變和波長位置偏移。因此, 雙向?qū)?shù)光譜法能夠提供更準(zhǔn)確的波長吸收細(xì)節(jié), 更好地解決紫外可見分光光度計復(fù)雜組分定性、定量分析結(jié)果不理想的難題。
