氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定实验报告

一、实验目的

（1）掌握紫外–可见分光光度计的工作原理与基本操作。

（2）学习紫外–可见吸收光谱的绘制及定量测定方法。

（3）了解氨基酸类物质的紫外吸收光谱的特点。

二、实验原理

紫外-可见分光光度法属于吸收光谱法，分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。物质对不同波长的光线具有不同的吸收能力，如果改变通过某一吸收物质的入射光的波长，并纪录该物质在每一波长处的吸光度（A）,然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这样得到的谱图为该物质的吸收光谱或吸收曲线。

当一定波长的光通过某物质的溶液时，入射光强度I₀与透过光强度I_t之比的对数与该物质的浓度c及厚度b成正比。其数学表达式为：

                  （一）

式（一）为Lambert-Beer定律，是分光光度法定量分析的基础，其中T为透光率(透射比）。

物质的吸收光谱反映了它在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况，不同的物质，由于分子结构不同，吸收光谱也不同，可以从波形、波峰的强度、位置及其数目反映出来，因此，吸收光谱带有分子结构与组成的信息。

氨基酸类物质的一个重要光学性质是对光有吸收作用。20种氨基酸在可见光区域均无光吸收，在远紫外区（<220 nm）均有光吸收，在紫外区（近紫外区）（220 nm—300 nm）只有三种AA有光吸收能力，这三种氨基酸分别是苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸，因为它们的结构均含有含有苯环共轭双键系统。苯丙氨酸最大吸收波长在259 nm、酪氨酸在278 nm、色氨酸在279 nm，蛋白质一般都含有这三种氨基酸残基，所以其最大光吸收在大约280 nm波长处，因此能利用分光光度法很方便的测定蛋白质的含量。

本实验将对苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸三种氨基酸进行光谱测定及相关定量测定。

三、仪器和试剂

1 仪器

紫外-可见-近红外分光光度计（UV-3600或UV-2401）；分析天平； 0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL移液管若干；10 mL带塞比色管若干。

2 试剂

标准溶液(a):  2.0 g/L的苯丙氨酸溶液；

标准溶液(b)：0.4 g/L的酪氨酸溶液；

标准溶液(c)：0.4 g/L的酪氨酸溶液（所有溶液均用去离子水配制）；酪氨酸待测样。

四、实验步骤

（1）分别移取标准溶液(a)（2.0 g/L，1.0 mL）、标准溶液(b)（0.4 g/L，1 mL）和标准溶液(c)（0.4 g/L，0.4 mL）标准溶液于10 mL比色管中，用去离子水稀释、定容、摇匀，待用。

（2）分别移取0.00、0.5、1.0、1.5、2.0 mL标准溶液（b）于5个10 mL比色管中，并用去离子水稀释、定容，摇匀，待用。

（3）双击分光光度计图标“UVProbe”,出现软件界面，点左下角“连接”，系统开始自检，等系统自检结束。预热15-30分钟。待仪器稳定后方可使用。

（4）在光谱测量模式下，以去离子水为参比溶液，分别绘制步骤（1）中各溶液在200～350nm波长范围内的吸收光谱。并记录各标准溶液的λ_max 。

（5）在定量测定模式下，以去离子水为参比溶液，测定步骤（2）中的各标准溶液在λ_max处的吸光度。

（6）在步骤5同样条件下，测定未知样品溶液在λ_max处的吸光度。

五、数据处理与分析

1、将苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸溶液的吸收光谱叠加在一个坐标系中如下:

  由图中可以看出，苯丙氨酸的最大吸收波长为257.73nm；色氨酸为278.70nm；酪氨酸为275.15nm。

2.对酪氨酸和色氨酸的光谱图作1-4阶导数分别如下：

一阶导数

二阶导数

三阶导数

四阶导数

    通过观察可知四阶导数光谱在 230.49nm处色氨酸与酪氨酸分离最完全,故选取四阶导数处理标准液和未知样品。

3.将标准液的光谱图分别做四阶导数曲线如下：

4.将未知样的光谱图做四阶导数曲线如下：

    由图知未知样在230.49nm处的吸光度为-0.048.

5.将以上述步骤测得的各标准酪氨酸溶液的吸光度为纵坐标，相应的浓度为横坐标绘制工作曲线如下：

所得直线拟合方程为：Y=5×10^-4-0.0026X.

6.将未知样的吸光度（-0.048）代入得到的标准工作曲线方程，解得未知样中色氨酸的浓度为:18.654mg/L.

六、思考题

（1）本实验是采用紫外吸收光谱中最大吸收波长进行测定的，是否可以在波长较短的吸收峰下进行定量测定，为什么？

  答：最大吸收处信号强度较大，误差较小，如果在较小的吸收峰下进行测定，峰值易受其它因素影响，而且读数误差较大，不是很合适。

（2）被测物浓度过大或过小对测量有何影响？应如何调整？调整的依据是什么？

  答：浓度过大导致信号过大，在实际的测量中可能超出实验范围；而浓度过小可能会导致吸收峰不明显，给实验和计算带来较大误差。在实际实验中，应挑选在线性范围内的浓度相对平均合适的几个点进行测量，保证实验的准确性。

（3）思考紫外-可见分光光度法应用于蛋白质测量的依据，并设计相应的实验方案，测定奶粉中蛋白质的含量。

    答：蛋白质分子中所含酪氨酸、色氨酸及苯丙氨酸的芳香环结构对紫外光有吸收作用。色氨酸的吸收最强，但由于一般蛋白质中酪氨酸的含量比色氨酸高许多，因此这一吸收可认为主要是由酪氨酸提供的。其最大值在280nm附近，不同的蛋白质吸收波长略有差别。在无其他干扰物质存在的条件下，280nm的吸光度即可作蛋白质的测定用，但不同种的蛋白质对280nm波长的光吸收强度因芳香性氨基酸残基含量的不同而有差异。实验可以根据朗博比尔定律，利用配置一定浓度的标准溶液进行对照，做出标准工作曲线，再对未知样品进行测定。

 

第二篇：紫外光谱实验报告

紫外-可见吸收光谱实验报告

一、实验目的

    学习测定有机化合物或生物大分子的测定方法；掌握分光光度计的基本操作及数据处理方法。

二、实验内容

用双光路紫外分光光度计测量已知化合物在某未知浓度时的吸光度，同时，根据实验数据用origin做出紫外光谱图，并根据朗伯-比尔 (Lamber-Beer)定律，计算所测物质的浓度。

三、实验仪器及试剂：

UV2550紫外-可见分光光度仪；

本组所测溶剂为苯甲酸。

四、实验原理

根据朗伯-比耳 (Lamber-Beer)定律：A=εbc，通过紫外分光光度计测量出最大吸收峰A，而b与ε已知，故可求得苯甲酸的浓度。

五、实验结果与讨论

    1、根据图一可知，苯甲酸在λ=226nm处有最大吸收峰，此时，A=0.77525；

苯甲酸吸光度与波长关系图（图一）

2、苯甲酸在λ=226nm时的摩尔吸光系数ε=1000L/(mol·cm)；

3、已知b=1cm，因此，根据据朗伯-比尔 (Lamber-Beer)定律，可求得苯甲酸的浓度c=7.75*10^-4mol/L。