不同浓度氨基酸溶液 的吸光度光谱测量
实验背景
本实验旨在测量氨基酸在溶液中的吸光度，并在溶液缓慢稀释的过程中监测它们的吸光度峰值变化。如图一所示，实验中使用的氨基酸为L-酪氨酸和L-色氨酸，将这两种氨基酸放于纯水（去离子水）中稀释。为了确保实验不间断测量，我们使用了流动样品池和蠕动泵。 图1：本实验测量的氨基酸溶液样品，包括L-酪氨酸溶液（左）和L-色氨酸溶液（右） 实验中选择的氨基酸为L-酪氨酸和L-色氨酸，它们被归类为芳香族氨基酸。在这种情况下，术语“芳香”不是指气味，而是指具有平面或接近平面环状结构的有机化合物。这些氨基酸通常可以通过独特的双键来识别。这一组氨基酸的光谱特性很有趣，因为他们不吸收可见光范围内的光，却吸收紫外范围内的光。 实验中使用流动样品池和蠕动泵测量。流动样品池用来将光源和光谱仪固定，使溶液在一定距离之间通过。这种实验配置适配多种应用，常见的如血液分析。
PART01 实验系统与方法 实验系统 实验系统设置如图2所示，使用的光谱仪为AvaSpec-ULS2048x64-EVO。这款光谱仪配置2048x64像素背照式CCD探测器，适用于在紫外到近红外范围内的应用。本实验所使用的这款光谱仪在200-450nm波长范围内进行了优化，并使用了50μm的狭缝。 图2：管道连接：流动样品池与蠕动泵；蠕动泵与溶液样品；流动样品池出口与溶液。光谱仪和光源通过光纤连接流动样品池 使用的光源是AvaLight-XE-HP，一种大功率（6w）脉冲氙灯光源。这款光源尺寸小巧适宜集成。 其他附件包括：一个10mm光程长度的微型流动样品池（Flowcell-Z-10-PEEK），其配置的小直径软管连接流动池和蠕动泵。两个200μm芯径光纤（FC-UVIR200-1-MS）。 实验方法 实验中，将10mg的L-酪氨酸稀释于25mL的纯水溶液中，10mg的L-色氨酸稀释于125mL的纯水溶液中。通过流动样品池和蠕动泵对溶液进行连续测量，测量期间，溶液稀释操作每隔1分钟进行一次。L-酪氨酸溶液每一次加入纯水0.5mL，共稀释7次；L-色氨酸溶液每一次加入纯水5mL，共稀释14次。我们对L-色氨酸溶液稀释的次数与数量更多，以观测随着溶液的进一步稀释，其吸光度的变化。 对于数据分析，我们使用了AvaSoft中的Absorbance吸光度模式和Timeseries模块。TimeSeries模块用于记录在整个测量过程中吸光度峰值随时间的变化。测量L-酪氨酸溶液，我们使用了150ms的积分时间，L-色氨酸溶液则使用120ms的积分时间，平均次数均设置为10。
PART02 实验结果与分析 两种氨基酸溶液均出现两个显著的吸光度峰。 图3：L-酪氨酸溶液在稀释过程8分钟内 的吸光度光谱 L-酪氨酸溶液的吸光度峰在波长230nm和275nm左右（图3）。 图4：L-色氨酸溶液在稀释过程15分钟内 的吸光度光谱 L-色氨酸溶液的吸光度峰在波长230nm和280nm左右（图4）。 图5：测量过程中L-酪氨酸溶液的吸光度 峰值（230nm和275nm）随时间的变化 图6：测量过程中L-色氨酸溶液的吸光度 峰值（230nm和280nm）随时间的变化 正如预期的那样，稀释会导致两种溶液的吸光度峰值下降，其中，L-酪氨酸（图5）峰值的下降幅度比L-色氨酸（图6）峰值的下降幅度更小。 PART03 实验结论 本实验动态测量了流动的氨基酸溶液稀释时的吸光度峰值变化。测量得到的L-酪氨酸和L-色氨酸溶液的吸光度峰值波长与文献报道中的一致。在整个稀释操作过程中，峰值的大小都如预期的那样下降。
