[미국약전]USP <857> ULTRAVIOLET-VISIBLE SPECTROSCOPY[자외가시부흡광도측정법]-1부(소개,측정원리,적격성평가)

UV 예시(Jasco model)

소개

자외가시부(UV-Vis) 분광계는 200-780 nm 범위에서 단색 복사를 생성할 수 있는 광학 시스템으로 정의되며 일반적으로 다음과 같이 표현되는 광 투과율을 감지할 수 있는 장치입니다. , 주요 기능은 정의된 파장에서 명시된 흡광도(A), 흡광도/투과도를 측정하는 것입니다. [참고 - UV-Vis 분광계는 분광광도계 또는 흡수 분광계라고도 합니다.]
이 기능은 기기 설계 또는 시간에 따라(예: 용해 또는 동역학 연구에서) 다중 채널 측정을 통합하도록 확장될 수 있습니다.
크로마토그래피 검출기는 이 장에서 특별히 제외합니다.
모범 사례 및 측정 원칙에 대한 필수 지원 정보는 자외선-가시광선 분광법 - 이론 및 실습 〈1857〉을 참조하십시오.

주어진 절차에 대한 특정 장비의 적합성은 선택에서 장비 폐기까지 원하는 애플리케이션에 대한 단계별 수명 주기 평가를 통해 보장됩니다. 설계 적격성 평가(DQ); 설치 자격(IQ); 운영 적격성 평가(OQ)라고도 하는 초기 성능-사양 적격성 평가 및 지속적인 수행 적격성 평가(PQ). 자세한 내용은 분석 기기 자격 〈1058〉을 참조하십시오. "목적 적합성"에 대한 허용 기준은 기준 물질의 불확실성과 기기의 성능 사양을 기반으로 합니다.

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측정 원리

UV-Vis 스펙트럼은 발색단에서 입사 방사선과 전자 구름 사이의 상호 작용이 하나 이상의 외부 껍질 또는 결합 전자를 기저 상태에서 더 높은 에너지 상태로 촉진하는 것과 관련된 전자 전이를 일으킬 때 파생됩니다. 물질의 UV 및 가시광선 스펙트럼 대역은 일반적으로 넓고 화합물 식별에 대한 높은 수준의 특이성을 갖지 않습니다. 그럼에도 불구하고 정량 분석에 적합하며 많은 물질에 대해 추가 식별 수단으로 유용합니다.
Beer-Lambert 법칙에서 주어진 파장 λ에서 용액의 흡광도(Aλ)는 투과율(Tλ)의 역수의 밑수 10에 대한 로그로 정의됩니다.

Tλ	= 투과율
Iλ	= 동일한 파장 λ에서 투과된 방사선의 강도
Iλ0	= 파장 λ에서 입사 방사선의 강도

 

다른 물리적 또는 화학적 요인이 없는 경우 Aλ는 방사선이 통과하는 경로 길이 b와 다음에 따라 용액 내 물질의 농도 c에 비례합니다.

ελ	= 몰농도 흡수율
c	= 용질 농도(mol/L)
b	= 경로 길이(cm)

 

농도 c를 g/L로 표시하면 상수 ελ는 aλ가 되며 이를 흡수율이라고 합니다.
검체의 비흡광도를 나타내는 식 A1%1cm(아래식 참조)는 1cm 셀에서 10g/L 용액(1%, m/v)이 다음과 같이 정의된 파장에서 측정된 흡광도를 나타냅니다.

aλ	= 흡수율
ελ	= 몰농도 흡수율
M	= 용액의 몰랄농도

용액이 1cm 셀에서 관찰될 때 약 10 μg/mL의 농도는 UV 또는 가시광선 영역에서 주로 0.2–0.8의 흡광도를 생성합니다.

 

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UV-VIS 분광기의 적격성평가

해당 챕터의 섹션 목적은 기기가 의도한 사용(OQ)에 적합하고 PQ의 일부로 장기간에 걸쳐 적절하게 기능할 수 있도록 테스트 방법론과 허용 기준을 제공하는 것입니다. 모든 분광 장치와 마찬가지로 UV-Vis 분광계는 파장(x축) 및 광도(y축 또는 신호 축) 정확도 및 정밀도 모두에 대해 자격을 갖추어야 하며 미광(Stray light) 및 분해능(Resolution)의 기본 매개변수를 설정해야 합니다. OQ는 흡광도 및 파장 규모 모두에 대해 실험실 내에서 요구되는 작동 범위에서 수행됩니다.

설치 적격성평가(IQ)

IQ 요구 사항에 대한 문서화된 증거는 하드웨어와 소프트웨어가 원하는 위치에 적절하게 설치되었다는 증거를 제공합니다.

운영 적격성평가(OQ)

"목적 적합성"을 설정하는 중요한 기기 매개변수에 대한 허용 기준은 IQ 및 OQ 중에 확인됩니다. 특정 기기 및 응용 분야에 대한 사양은 사용된 분석 절차와 최종 결과의 원하는 정확도에 따라 달라질 수 있습니다. OQ는 파장, 흡광도, 미광(Stray light) 및 분해능 평가의 작동 범위, 즉 스펙트럼 대역폭(SBW)에 대한 적절한 제어를 설정해야 합니다. 기기 공급업체는 종종 IQ/OQ 패키지의 일부로 사용 가능한 참조 자료와 프로토콜을 가지고 있습니다.
다음에 자세히 설명된 절차에서 가능한 경우 실험실에서 준비한 용액보다 우선적으로 인증된 참조 물질(CRM)을 사용해야 합니다. 이러한 CRM은 공인된 출처에서 얻어야 하며, 계산된 불확실성과 함께 독립적으로 검증되고 추적 가능한 가치 할당을 포함해야 합니다. CRM은 깨끗하고 먼지가 없어야 합니다. 인증의 유효성을 유지하려면 정기적으로 재인증을 수행해야 합니다.

파장 제어

의도한 작동 범위에서 파장 축(x축)의 정확도가 허용 가능한 한도 내에서 정확한지 확인합니다. 파장 OQ의 제어는 사용하도록 의도된 각 작동 범위에서 적어도 하나의 방법을 포함해야 합니다. 옵션 및 허용 기준은 표 1.에 요약되어 있습니다.

표 1. 파장에 대한 범위와 조절절차(Wavelength Ranges and Procedures for Control of Wavelengths)

Method	UV(200–400 nm)	Vis(400–780 nm)	Vis/NIR(400–900 nm)
Mercury (Hg) emission lines	Accuracy ±1 nm Precision ≤0.5 nm	Accuracy ±2 nm Precision ≤0.5 nm	—
Deuterium (D2) emission lines	—	Accuracy ±2 nm Precision ≤0.5 nm	—
Cerium oxide solutions	Accuracy ±1 nm Precision ≤0.5 nm	—	—
Holmium oxide solutions or glasses	Accuracy ±1 nm Precision ≤0.5 nm	Accuracy ±2 nm Precision ≤0.5 nm	—
Didymium solutions or glasses	—	—	Accuracy ±2 nm Precision ≤0.5 nm

[참고 - NIST(National Institute of Standards and Technology)(www.nist.gov) 또는 기타 인정된 표준 설정 기관으로 추적할 수 있는 인증된 참조 표준은 상업적으로 이용 가능하며 가능한 경우 사용해야 합니다.]

비 다이오드 어레이(non-diode array) 기기의 경우 파장 정확도와 정밀도는 최소 6회 반복 측정을 사용하여 작동 범위에서 결정됩니다. 파장 정확도를 위해서는 평균 측정값과 CRM 인증 값의 차이가 UV 영역(200–400 nm), 가시 영역(400–780 nm) 및 가시광선/근적외선에서 ±1 nm 이내여야 합니다. (근적외선) 영역(400–900 nm)은 ±2 nm 이내여야 합니다.

파장 정밀도를 위해 6개의 파장 측정 평균값의 표준 편차는 0.5nm를 초과해서는 안 됩니다. 다이오드 어레이(diode array) 계측기의 경우 단색기의 비기계적 설계로 인해 하나의 파장 정확도 측정만 필요하고 정밀한 측정을 수행할 필요가 없습니다.

다음 글(2부)은 아래 링크를 참고바랍니다.

https://method-of-analysis.tistory.com/42

[미국약전]USP <857> ULTRAVIOLET-VISIBLE SPECTROSCOPY[자외가시부흡광도측정법]-2부(허용한계 파장, 흡광도,

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