3/1 :20225

2.2.25. АБСОРБЦИОННАЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ В УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ И

ВИДИМОЙ ОБЛАСТЯХ

ПРИНЦИП

Ультрафиолетовая и видимая спектроскопия (или спектрофотометрия) основана на

способности атомов, молекул и ионов поглощать свет с определенными длинами волн в

правило, невозможно разделить, в результате чего образуются полосы поглощения, а не

четкие линии. Данные полосы характерны для функциональных групп и связей в молекуле.

Проведение спектрофотометрических измерений в ультрафиолетовой и видимой областях

предполагает воздействие света на испытуемый образец, и измерение ослабления и/или

рассеяния возникающего (проходящего или отраженного) света либо при одной длине

волны, либо при определенном диапазоне длин волн.

ПРИМЕНЕНИЕ

применяться различными способами:

– если монография или общий раздел содержат ссылку на данный раздел, требования,

описанные в соответствующих разделах данной монографии являются обязательными;

– если используют метод детектирования в хроматографических системах, описанных в

общей монографии 2.2.46, требования, указанные в соответствующих разделах данной

монографии, являются обязательными;

– если используют в качестве инструмента процессно- аналитические технологии (ПAT), и

ПРИБОР

Спектрофотометры, предназначенные для измерений в ультрафиолетовой и видимой

областях, обычно состоят из:

– подходящего источника света (например, дейтериевой лампы для ультрафиолетовой

области, вольфрамово-галогеновой лампы для видимой области, или ксеноновой лампы

для всей ультрафиолетовой и видимой области).

Спектрофотометры в ультрафиолетовой и видимой областях в основном имеют два

источника:

– монохроматор, например, решетчатый;

кюветы, опто-волоконные зонды и иммерсионные и пропускающие ячейки (например,

из высокоочищенного кварца или сапфира, прозрачных для ультрафиолетового и

видимого излучения); выбор зависит от предполагаемого применения, при этом особое

внимание уделяют их пригодности для данного типа испытуемого образца;

– одноканальный (например, фотоумножитель, фотодиод) или многоканальный детектор

(например, фотодиодная матрица или устройство с зарядовой связью);

– подходящие компьютеризированные системы для обработки и оценки данных.

Контроль кювет. Для настольных приборов используют кюветы или ячейки с

Для проверки чистоты оптических кювет и любых значительных различий в их толщине

или параллельности может быть использован следующий метод: кювету заполняют водой Р

и измеряют ее наблюдаемое (кажущееся) поглощение по сравнению с воздухом при длине

волны 240 нм для кварцевых кювет и при длине волны 650 нм для стеклянных кювет;

поворачивают кювету в держателе на 180° и снова измеряют наблюдаемую (кажущуюся)

поглощение при той же длине волны.

При использовании сканирующих приборов рекомендуется проводить сканирование в

пределах интересующей оптической области.

– наблюдаемое (кажущееся) поглощение должнао быть не более 0.093 для кварцевых

кювет с толщиной слоя 1 см (ультрафиолетовая область) и не более 0.035 для

стеклянных кювет с толщиной слоя 1 см (видимая область);

– поглощение, измеренное после поворота (180°), не должно отличаться более чем на 0.005

от ранее полученного значения.

ИЗМЕРЕНИЕ

Режим пропускания. Режим пропускания обеспечивает измерение коэффициента

пропускания (T) при заданной длине волны в ультрафиолетовой и видимой областях для

образца, помещенного между источником света и детектором. Коэффициент пропускания -

представляет собой отношение интенсивности переданного проходящего света к

 

Спектр может быть получен построением графика зависимости изменения коэффициента

пропускания (T) или оптической плотности (D) в зависимости от длины волны.

Оптическая плотность представляет собой десятичный логарифм величины, обратной

коэффициенту пропускания для монохроматического излучения; является безразмерной

величиной, выражаемой в единицах оптической плотности (AU) и определяется по

формуле:

  



  



отсутствии мешающих физико-химических факторов, оптическая плотность (D)

пропорциональна длине пути (l) излучения, проходящего через образец c концентрацией (c)

вещества в растворе в соответствии со следующей формулой:



где:

ɛ – молярный коэффициент поглощения, в литрах на моль на сантиметр;

c – молярная концентрация вещества в растворе, в молях на литр;

связывают с оптической плотностью (D) следующей формулой:

  



 



 

где:

c

– массовая концентрация вещества в растворе, в граммах на 100 миллилитров;

Величины 













Коэффициент пропускания или оптическую плотность обычно измеряют для жидкостей

(дисперсий и растворов), но также могут измерять для твердых веществ (включая таблетки

и капсулы). При измерении твердых веществ используют подходящее устройство,

например, держатель образца. Испытания для жидких образцов проводят, используя ячейки

или кюветы с подходящей длиной оптического пути (обычно от 0.01 см до 1 см),

изготовленных из прозрачного материала с пропускающей способностью в

ультрафиолетовой и видимой областях, или, применяя опто-волоконный зонд подходящей

конфигурации, погружѐнный в жидкость.



где:

I – интенсивность света, отраженного от испытуемого образца и/или рассеянного

I

– интенсивность света, отраженного и/или рассеянного контрольным образцом или

стандартным образцом.

Определяют условия измерения с учетом размера и типа образца и используемого

пробоотборного зонда таким образом, чтобы получить удовлетворительное отношение

сигнал/шум (например, размер луча, время измерения и количество измерений).

Для сканирующих спектрофотометров, также выбирают диапазон и скорость сканирования,

ширину спектральной щели, которые обеспечивают необходимое оптические разрешение

для предполагаемого применения с сохранением требуемого отношения сигнал/шум или

линейности аналитической методики. При использовании спектрофотометров с

матричными датчиками нет необходимости корректировать размер луча, диапазон и

В случае с ПАТ при измерении движущихся материалов или образцов необходимо

убедиться, что датчик не загрязнен (например, отсутствует контаминация или скопление

материала).

При отсутствии других указаний в частной монографии поглощение измеряют, используя

длину пути 1 см при указанной длине волны. Если в монографии указано одно значение

положения максимума или минимума поглощения, пользователь должен определить

положение длины волны. Полученное значение не должно отличаться от указанного более,

чем на ± 2 нм, при отсутствии других указаний.

монографии, все измерения проводят путем сравнения с одним и тем же растворителем или

той же смесью растворителей (контрольный образец).

Измерение контрольного образца и испытуемого образца проводят в короткие сроки либо

параллельно в двухлучевых спектрофотометрах, либо последовательно в однолучевых

спектрофотометрах. Значения оптической плотности как контрольного образца, так и

испытуемого образца должны быть в соответствующем диапазоне прибора, как указано

производителем.

Для настольных приборов поглощения растворителя, измеренное против воздуха при

Следовательно, необходимо рассмотреть различные варианты, включая использование

внутренних стандартных образцов, измерение контрольного образца с помощью второго

детектора и т.д. Прямое сравнение возможно только для тех спектров, которые были

получены путем измерений в сравнении с контрольным образцом с одинаковыми

оптическими свойствами.

При измерении коэффициента отражения наиболее часто используют такие контрольные

образцы, как керамика, фторполимеры такие как политетрафторэтилен и порошки, такие

как бария сульфат (BaSO

) и магния оксид (MgO), также можно использовать, но возможно

использование и других подходящих материалов.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СПЕКТРАЛЬНЫХ ДАННЫХ

В случае проведения испытания на одной длине волны для определения концентрации

модели классификации или калибровки. Это может быть необходимо, например, для

уменьшения дрейфа базовой линии или коррекции рассеяния, вызванного изменениями

размера частиц в твердых образцах. Например, спектры производных первого, второго или

более высокого порядка, обычно, используют для улучшения разрешающей способности

или чувствительности. Такая предварительная обработка может быть полезна на

применяемые вспоследствии математические модели впоследствии в применяемых

математических моделях.

Широкий спектр методов обработки, таких как масштабирование, сглаживание,

нормализация и дериватизация, могут применяться по отдельности или в комбинациях.

интервалы времени, предписанные системой управления качеством и продиктованные

использованием прибора и способами его применения. Например, прибор, подверженный

воздействию колебаний температуры и влажности, может нуждаться в более частых

проверках работы.

Требования к контролю работы прибора для различных режимов измерений приведены в

таблице 2.2.25.-1. При необходимости могут быть проведены дополнительные испытания,

при их целесообразности.

Контроль точности длины волны, точности и линейность поглощения осуществляют с

Контроль точности длины волны. Контролируют точность длины волны

соответствующего количества полос в предполагаемом спектральном диапазоне с помощью

одного или нескольких стандартных образцов; например, используют твердые или жидкие

фильтры (например, раствор перхлората гольмия Р) для проверки положения полос

поглощения, или измеряют излучение от источника света, чтобы проверить положение

линии излучения. В таблице 2.2.25.-2 приведены примеры длин волн, используемых для

проверки точности длины волны. При использовании сертифицированных стандартных

образцов, контрольную или эталонную длину волны сравнения указывают в

соответствующем сертификате.

Параметры прибора (особенно входная оптика, такая как ширина спектральной щели или

диаметр оптического волокна) влияют на разрешающую способность прибора и должны

быть такими же, как те, которые предназначены для фактического измерения.

Контроль точности поглощения. Контролируют точность поглощения на подходящей

длине волны в предполагаемом спектральном диапазоне, используя подходящие твердые

или жидкие фильтры для проверки того, что оптическая плотность, измеренная на

стандартной (тестовой) длине волны соответствует сертифицированной поглощающей

способности фильтра или значению поглощающей способности, которое рассчитывают по

должны быть проверены.

Для хроматографических систем и ПAT проверка абсолютной точности значения

поглощения может не потребоваться, при условии, что стандартная кривая измеряется в

соответствии с требованиями. Для измерений с использованием стандартного образца

никотиновой кислоты для квалификации прибора, сертифицированная удельная абсорбция

приведена в соответствующем листке (сертификате).

Стандартный раствор никотиновой кислоты может быть приготовлен следующим образом:

57.0 – 63.0 мг стандартного образца никотиновой кислоты для квалификации прибора

уровней поглощения. Поглощение измеряют при длинах волн 213 нм и 261 нм.

Критерий приемлемости

Разница между измеренным поглощением и поглощением стандартного образца составляет

длин волн и поглощения (применяется к значениям поглощения, не превышающим 2).

Допуски к более высоким значениям поглощения следует определять на основе оценки

рисков.

линейному диапазону. Можно использовать растворы с возрастающими концентрациями

(например, от 5 мг/мл до 40 мг/л) стандартного образца никотиновой кислоты для

квалификации прибора Р в 0.1 М хлороводородной кислоте, приготовленной из

хлороводородной кислоты Р. Поглощение измеряют при длинах волн 213 нм и 261 нм.