分光光度計(jì)是一種使選定波長(zhǎng)的電磁輻射通過(guò)溶液并測(cè)量溶液吸收(不允許通過(guò))或透射(允許通過(guò))的電磁輻射量的儀器。一種類(lèi)型的分光光度計(jì)使用紫外線 (UV) 波長(zhǎng);例如，這些是導(dǎo)致曬傷的波長(zhǎng)。另一種類(lèi)型使用紅外 (IR) 波長(zhǎng)，這是最常見(jiàn)的熱量。您可能有機(jī)會(huì)在另一門(mén)課程中使用其中一個(gè)。我們將在本課程中使用的第三種分光光度計(jì)使用可見(jiàn)波長(zhǎng)，我們將其視為不同顏色的光，從紫色到紅色。由于這些是熟悉的顏色，因此這種類(lèi)型的分光光度計(jì)被稱(chēng)為“色度計(jì)”。

　　比色法是一種程序，其中使用比色計(jì)以?xún)煞N方式之一分析溶液的成分，如下所述。我們也可以稱(chēng)之為可見(jiàn)分光光度法，因?yàn)槲覀兪褂玫氖强梢?jiàn)波長(zhǎng)。紫外分光光度法和 紅外分光光度法將分別使用紫外或紅外波長(zhǎng);當(dāng)然，這些需要不同的儀器。

　　電磁輻射被吸收的現(xiàn)象在很多方面已經(jīng)為您所熟悉。例如，將皮膚暴露在陽(yáng)光下足夠長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)產(chǎn)生“曬傷”。這是皮膚細(xì)胞內(nèi)的分子吸收陽(yáng)光中的紫外線輻射的結(jié)果。涂抹在皮膚上的防曬霜的目的是提供其他分子在紫外線輻射到達(dá)皮膚之前吸收它。重點(diǎn)?分子確實(shí)會(huì)吸收電磁輻射，并且可以檢測(cè)到這種吸收。曬傷很痛!在另一個(gè)熟悉的例子中，食物中的水分子吸收微波爐中的微波輻射(紅外線長(zhǎng)端的波長(zhǎng))。很容易發(fā)現(xiàn)的結(jié)果是食物變熱了!

　　假設(shè)我們?cè)谝槐屑尤胍坏尉G色食用色素，在另一杯水中加入一滴黃色食用色素。這些食用色素(染料)中的每一種都是不同類(lèi)型的有機(jī)分子。想象一下將這兩種溶液放入單獨(dú)的試管中，并將它們放在窗戶(hù)燈上。您將它們視為不同的顏色，因?yàn)槿芤褐械娜玖戏肿訒?huì)吸收(即濾除)不同波長(zhǎng)的光，并將不同波長(zhǎng)的光透射(即允許通過(guò))到您的眼睛。綠色溶液看起來(lái)是綠色的，因?yàn)檫@種染料分子主要吸收綠色以外的波長(zhǎng)。同樣，黃色溶液呈現(xiàn)黃色是因?yàn)槿芤褐械姆肿硬晃展庾V中黃色部分的波長(zhǎng); 因此，主要是黃色波長(zhǎng)在通過(guò)溶液后到達(dá)您的眼睛。因此，被吸收的光的質(zhì)量(質(zhì)量意味著類(lèi)型、種類(lèi))取決于溶解在溶劑中的分子類(lèi)型。不同類(lèi)型的分子，例如綠色染料與黃色染料，將吸收不同類(lèi)型(波長(zhǎng))的光。

　　吸收的光量取決于吸收光的溶解溶質(zhì)的濃度 。如果增加溶質(zhì)的濃度，將吸收更多給定波長(zhǎng)的光。再次使用食用染料的例子，每杯水兩滴綠色染料會(huì)產(chǎn)生比只用一滴綠色染料制成的溶液略深的綠色。兩種溶液都吸收相同的非綠光波長(zhǎng)，但在更濃的溶液中吸收的非綠光量更大。溶液吸收(或透射)光的質(zhì)量和數(shù)量之間的區(qū)別是生物學(xué)中的一個(gè)重要區(qū)別：定性特性或現(xiàn)象(什么種類(lèi)或類(lèi)型)與定量特性或現(xiàn)象(多少/多少)。

　　在某些類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，研究人員想知道光譜的哪些波長(zhǎng)被溶液中的溶質(zhì)吸收。這可能有助于識(shí)別溶質(zhì)，因?yàn)椴煌?lèi)型的分子吸收不同的波長(zhǎng)。請(qǐng)注意，每種顏料都有不同的波長(zhǎng)分布，它們或多或少會(huì)強(qiáng)烈吸收。該輪廓是“峰”和“谷”的痕跡，有些峰的斜坡上可能有“肩部”。了解吸收光譜是光吸收(因變量)隨波長(zhǎng)(自變量)變化的曲線圖。同樣，可以根據(jù)其吸收波長(zhǎng)的特征分布(模式)來(lái)識(shí)別一種分子。

　　在其他類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，研究人員希望確定溶液中特定溶質(zhì)的濃度。在這種比色法的應(yīng)用中，目標(biāo)溶質(zhì)的吸收光譜已經(jīng)確定。因此，在色度計(jì)上，我們選擇已知溶質(zhì)強(qiáng)烈吸收的波長(zhǎng)。參考吸收光譜圖再次，對(duì)于稱(chēng)為藻紅蛋白的色素，565 nm 將是最佳波長(zhǎng)。我們可以說(shuō)這是藻紅蛋白吸收光譜中最高“峰”的波長(zhǎng)位置?，F(xiàn)在再次使用那個(gè)綠色染料的例子，一系列含有不同濃度染料的試管都會(huì)顯示為綠色，但綠色的深度不同。這意味著這些溶液都會(huì)吸收相同波長(zhǎng)但數(shù)量不同的光。您的眼睛可以看到管之間綠色深度的相對(duì)差異，但色度計(jì)會(huì)為您量化這些差異，也就是說(shuō)，將數(shù)值分配給進(jìn)入溶液的光有多少 被吸收以及有多少被透射。被溶液吸收的給定波長(zhǎng)的光的相對(duì)量稱(chēng)為吸光度 (A)，而進(jìn)入溶液中不受阻礙地通過(guò)的光的比例稱(chēng)為透光率百分比 (%T)。