關(guān)鍵詞

透射率光譜儀；

DWHP光源；

FLEX分光光度計(jì)；

紅甘藍(lán)提取物；

標(biāo)準(zhǔn)比色皿架；

引言

許多物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可隨水溶液中氫離子濃度的變化而改變。酸性水溶液具有更高的氫離子活度，其pH值測(cè)量值低于堿性溶液。

高濃度氫離子（H?）或氫氧根離子（OH?）引發(fā)的分子結(jié)構(gòu)變化，通常會(huì)影響這些物質(zhì)的光吸收特性。

紅甘藍(lán)具有天然pH指示劑特性，其顏色會(huì)隨溶液pH值變化。這種蔬菜含有水溶性天然色素——花青素?；ㄇ嗨刭x予多數(shù)水果、花卉、葉片及部分蔬菜從紅色到藍(lán)色的色澤。

圖1 – 紅甘藍(lán)提取物溶液顏色及分子結(jié)構(gòu)隨pH值的變化。

在本應(yīng)用說明中，我們采用高功率鎢鹵燈光源（W20）配合FLEX分光光度計(jì)及透射探頭，測(cè)量紅甘藍(lán)提取物在不同pH值條件下的透射光譜及CIELAB色彩系統(tǒng)參數(shù)。

材料與方法

試劑

• 紅甘藍(lán)提取物；
• 氫氧化鈉（NaOH；分子量≈39.99 g/mol）；
• 鹽酸（HCl；分子量≈36.46 g/mol）；
• 蒸餾水（H?O；分子量≈18.01 g/mol）；

儀器與配件：

• W20光源；
• FLEX RES可見/近紅外光譜儀
• 透射探頭（光程400 µm和10 mm）；
• pH計(jì)；

圖2 – 采用W20光源（1）、FLEX分光光度計(jì)（2）及透射探針（3）測(cè)定紅甘藍(lán)提取物的透射率光譜與CIELAB色彩坐標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)步驟

1. 將紅甘藍(lán)放入杯中煮沸20分鐘；
2. 待冷卻后取出紅甘藍(lán)；
3. 在七個(gè)杯中各加入20毫升水；
4. 調(diào)節(jié)各杯溶液pH值；
5. 向每杯加入5毫升濃縮紅甘藍(lán)提取液；
6. 測(cè)量透射光譜并記錄各溶液的色度坐標(biāo)；
7. 根據(jù)測(cè)定溶液調(diào)整LightScan軟件的儀器參數(shù)；

表1 – 實(shí)驗(yàn)吸收測(cè)量所用的儀器設(shè)置。

結(jié)果

含紅甘藍(lán)指示劑的水溶液透射率光譜如圖3所示。

圖3 – 不同pH值下含紅甘藍(lán)的七種水溶液透射率光譜。

如預(yù)期所示，紅甘藍(lán)提取物對(duì)pH值極為敏感，其有效波長(zhǎng)范圍位于可見光區(qū)域（420至720納米），詳見圖3。在測(cè)得的最低pH值（約1.9）下，透射光譜在500-540納米波段呈現(xiàn)最低透射率百分比。在pH值約4.7、6.9、7.8和9.7時(shí)，透射光譜向低能區(qū)偏移，并在520-650 nm波段出現(xiàn)透射率最低值（隨著pH值從6.9升至9.7，約420 nm處出現(xiàn)透射率峰值，且該峰值隨pH升高而衰減） 。

最終在pH 11.7時(shí)觀察到兩條帶：一條較窄帶位于620 nm附近，一條主帶位于420 nm附近。

當(dāng)pH值從酸性向堿性轉(zhuǎn)變時(shí)，所有七種溶液的顏色均發(fā)生變化。

每種溶液的顏色可通過色輪進(jìn)行粗略估算（利用從各溶液透射光譜中獲取的數(shù)據(jù)），詳見圖4；或通過LightScan軟件提供的色彩模式進(jìn)行精確估算（測(cè)量CIELAB色彩坐標(biāo)）。

表2 – 本次測(cè)量的七種溶液的CIE 1976 L*a*b*色度坐標(biāo)。

所用光源數(shù)據(jù)為D65，觀察者數(shù)據(jù)為10度。

結(jié)論

采用透射率探頭與鎢鹵素光源及FLEX光譜儀組合的配置，能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)量溶液的透射率光譜和色度坐標(biāo)。該配置操作簡(jiǎn)便實(shí)用，適用于測(cè)量大容量容器中溶液的透射率和吸光度。