&

當前位置：主頁 > 技術文章 > 可見分光光度計相關問題探討

可見分光光度計相關問題探討

更新時間：2018-08-13 點擊次數：2315

隨著科學技術的發展和精密儀器制造的進步，分光光度計的性能也在不斷優化與完善。分光光度計是將成分復雜的光分解為光譜線的儀器，其測量范圍包括波長在 200~380 nm 的紫外光區以及波長在 380~780 nm 的可見光區。可見分光光度計具有靈敏度高、適用范圍廣、準確度高、結構緊湊、價格低、操作簡便、取樣少以及抗干擾性能*的優勢，因此得到了十分廣泛的應用。通過應用分光光度計，可對樣品進行定性分析、定量分析。定量分析即測定某溶液中某物質的濃度，定性分析即根據測定的某物質在不同波長的吸收光的峰值對該物質進行定性。不同光源均有自身*的發射光譜，所以，可以應用不同發光體作為分光光度計的光源，其中，鎢燈所發波長范圍在 380~780 nm 的光，經過三棱鏡折射之后，能夠得到由紅橙黃綠藍靛紫構成的連續光譜，可以作為可見分光光度計的光源。

1 可見分光光度計的發展趨勢

可見分光光度計是一種精密的光譜化學分析設備，具有精度高、檢測限低、價格低等特點，可進行定量測量、動力學測試、 OD 值直接測量、光譜掃描、多波長測試以及食品安全檢測、總磷總氮檢測、重金屬檢測、DNA-蛋白質檢測、農藥殘留檢測等 [1]。因此，可見分光光度計在日用化工、食品制造、飲料制造等領域得到了廣泛應用。由此可見，可見分光光度計有著良好的應用前景，市場需求較大。

目前，較為常見的分光光度計主要包括紫光可見分光光度計、紅外分光光度計、熒光分光光度計以及原子吸收分光光度計。從分光光度計的組件方面來看，機刻光柵正在迅速被全息光柵所取代；從分光光度計的構型方面來看，微處理機控制的分光光度計逐漸取代手控單光束、雙光束自動記錄構型的分光光度計；雙波長分光

光度計、快速掃描分光光度計等新興分光光度計正在迅速發展。在當今的信息社會化、社會信息化時代背景下，實現可見分光光度計與計算機技術、信息技術、智能技術等新興技術的有機結合，提高可見分光光度計的智能化水平、自動化程度，確保可見分光光度計能夠保持工作狀態，預防人為操作誤差的出現，從而可以使可見分光光度計檢測結果的準確性、可靠性得到顯著提高。現階段，提高可見分光光度計的智能化水平、自動化程度，是可見分光光度計的主要發展方向。

2 可見分光光度計的結構原理

2.1 可見分光光度計的工作原理

對于分光光度計，其工作原理是，在光的照射下，溶液中的物質產生了對光的選擇性吸收效應。不同的物質，其吸收光譜也有所不同，所以，在某單色光通過溶液的時候，其能量被吸收而減弱，物質的濃度與光能量的減弱程度之間存在一定的比例關系，也就是朗伯比爾定律：T=I/I0A=KCLlog （I0/I） =KCL式中：T—透射比；I0—入射光強度；I—透射光強度；A—吸光度；K—吸收系數；C—溶液濃度；L—溶液光路長度 [2]。由朗伯比爾定律可以看出，在溶液光路長度 L、吸收系數 K 以及入射光強度 I0 保持不變的情況下，溶液濃度 C 和透射光強度 I 成比例。

2.2 可見分光光度計的結構原理

在可見分光光度計的使用過程中，被測溶液被某單色光透過之后，光電池接收該單色光，并將其轉換為電信號 PD，經前置放大器放大。 360~800 nm 光譜區域內的基準信號不同，根據不同的基準信號，單片機的微處理器轉換器發出指令，改變前置放大器的放大倍數，至基準信號達到單片機微處理器程序要求為止。基準信號進入模數轉換器，轉換為數字信號，傳送給單片機，然后進行數據處理。

3 可見分光光度計的誤差來源

波長準確度是可見分光光度計的主要計量指標，其指的是指示波長、實際波長兩者之間的符合程度，基于此，波長示值誤差對可見分光光度計的測量度有直接影響。雖然朗伯比爾定律是可見分光光度計的基本原理與理論依據，但只在應用單一波長的基礎上，該定律才成立。在可見分光光度計的實際應用中，若操作不當或不夠注意，便會受到雜散光的影響。雜散光指的是投射在光檢測儀器上不同于設定波長的光的總和。雜散光所帶來的誤差與其數量基本相同 [3]，即，若可見分光光度計的雜散光為 1%，則其導致的誤差也為 1%左右。產生雜散光的原因一是光學元件受到水珠、霉斑或者灰塵的污染；二是出現了漏光，使得復合光混入；三是光學元件發生損壞或者是位置出現改變等。

基線平直度也是可見分光光度計的主要計量指標，其指的是可見分光光度計的全波段，每一波長點的光度噪聲。基線平直度、漂移以及噪聲結合，能夠反映可見分光光度計的綜合性能。其中，漂移指的是可見分光光度計在 500 nm 處與時間有關的光度變化量；噪聲指的是可見分光光度計在 250 nm、 500 nm 處的光度噪聲。基線平直度超差，有可能導致圖譜掃描變形或是出現偽峰，給可見分光光度計的測量結果帶來較大誤差。

4 可見分光光度計的日常維護及保養

（1）應將可見分光光度計設備安裝在光源室，并要及時清潔密封窗、反射鏡、透鏡等光學元件，不可用手觸摸。應避免光電轉換元件受潮積塵、強光照射，不可長時間暴光 [4]。定期更換干燥劑，避免單色器盒的色散元件受潮。儀器使用完畢或者是暫停使用時，用防塵套罩住，并放置防潮硅膠，避免其受潮發霉。對于反射鏡、透鏡上的灰塵，應使用吹氣球吹除；而手指印及其他雜質，則需用擦鏡紙擦拭；污染嚴重時，則需更換新的反射鏡、透鏡。

（2）為了延長可見分光光度計光源的壽命，在日常使用該儀器的過程中，應盡可能地減少開關儀器的次數。若光源亮度明顯減弱或者不穩定，則需及時更換新的光源。光源關閉后，不可立即重新開啟；如果兩次測量之間的時間間隔較短，可以不關燈。

（3）分光系統是可見分光光度計中主要的光學元件，對其潔凈度、精度的要求*，切忌將密封機罩隨意打開；必須打開時，則需專業人員操作，以避免分光系統受損。

（4）根據操作規范的要求，正確使用吸收池，對吸收池的光學面進行仔細保護。若是吸收池上遭受有色物質的污染，可使用 3 mol/L 的乙醇和 3 mol/L 的氯化氫混合液進行洗滌。切忌在電爐或火焰上對吸收池進行烘烤、加熱。

（5）若是供電電源的電壓波動較大，則需給可見分光光度計配備穩壓器，給予其有效的過壓保護；對長期不用的可見分光光度計，應定期通電 20~30 min，以確保其正常使用。

（6）定期根據 JJG 178—2007 等相關標準中的要求，檢定、校準可見分光光度計，確保其測量結果的可靠性、性。

5 結束語

可見分光光度計是一種集電子技術、緊密機械及光學科技為一體的理化分析儀器，有著廣闊的發展空間。可見分光光度計在實際應用中，會受到波長準確度、基線平直度等方面誤差的影響，為此，應在日常使用過程中加強對可見分光光度計的維護與保養，確保可見分光光度計的作用能夠得到充分發揮。

上一篇：紫外可見分光光度計檢定的誤差控制

下一篇：淺析分光光度計檢定結果的影響因素