分光光度計(jì)檢定過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

占華錦

摘 要：隨著分光光度計(jì)的靈敏度和準(zhǔn)確度的不斷提高，應(yīng)用范圍也越來越廣。文章從分光光度計(jì)的測(cè)量原理介紹，將檢定的影響因素確定為參數(shù)中的波長和物質(zhì)性能參數(shù)，并從原理出發(fā)，介紹檢定過程的注意事項(xiàng)。首先是波長檢定，從粗檢和后續(xù)調(diào)整進(jìn)行闡述，然后是檢定要素分析，從比色皿、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和波長的最大誤差以及重復(fù)性上進(jìn)行說明，對(duì)分光光度計(jì)的檢定提供了指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：分光光度計(jì)；檢定過程；波長；注意事項(xiàng)

1 分光光度計(jì)波長檢定

1.1 分光光度計(jì)測(cè)量原理

分光光度計(jì)的主要構(gòu)成如圖1所示。

光度計(jì)使用分光光度法，可以從紅外光波長范圍、可見光波長范圍和紫外光波長范圍的任何一種混合光源中過濾出所需要的單色光，并將該單色光的特征通過電路轉(zhuǎn)換成其他信號(hào)到顯示器上。分子的運(yùn)動(dòng)在微觀動(dòng)力學(xué)中不再遵守經(jīng)典的牛頓力學(xué)，在量子力學(xué)中光子具有波粒二象性，？姿=■，其中C為光速，λ為光的波長，ν為頻率，分子在光照的作用下會(huì)發(fā)生能級(jí)的躍遷，不同的波長范圍的光能不同，則發(fā)生的躍遷等級(jí)不同，不同的物質(zhì)對(duì)于光的照射在分子上的體驗(yàn)可以用吸收光帶來表示，物質(zhì)的吸光能力A符合朗伯-比爾法則：

A=-lg（■）=K×L×C A=-lg（I/I0）=-1gT=klc（1-1）

（1-1）公式中符號(hào)的物理意義為：檢測(cè)的單色光強(qiáng)I比上入射光強(qiáng)I0為取對(duì)數(shù)，正比于k（吸光吸收度）、l（溶液中光程）和c（溶液濃度）的乘積。為了得到單色光，需要有一個(gè)良好的光源，然后利用光柵或者濾光片等器材在復(fù)雜光通過時(shí)得到單色光，通過窄縫來調(diào)節(jié)光或其它方式的調(diào)節(jié)，使分辨力以得到較為理想的光強(qiáng)，再通過比色皿的溶液，最后到達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的獲取。

1.2 分光光度計(jì)波長粗檢

根據(jù)分光光度計(jì)的分光原理，使用時(shí)最敏感的是光源的波長，理想的狀態(tài)是波長穩(wěn)定不變，但是由于使用環(huán)境的復(fù)雜，使用時(shí)粗心失誤等，都會(huì)對(duì)光路造成不當(dāng)?shù)钠茐摹榱吮苊夤舛扔?jì)的因?yàn)楣饴穯栴}使檢測(cè)成為無用功，需要在使用前對(duì)波長進(jìn)行粗檢。當(dāng)初步的粗檢都不合格時(shí)，則進(jìn)行檢修重新粗檢，直到合格為止。

粗檢的方法采用的一般是在580nm的可見光波長，將窄縫設(shè)置為2nm（顯示誤差區(qū)間），先打開電源，一般先使用鎢燈，需要將電源穩(wěn)定一段時(shí)間，之后打開樣品室蓋。在對(duì)著試樣池光路中放置一張白紙，觀察白紙上是否顯示光斑，正常的粗檢測(cè)結(jié)果根據(jù)580nm的波長，白紙的光斑應(yīng)該為強(qiáng)度很高、分辨率很強(qiáng)的橙黃亮光斑。上述結(jié)果出現(xiàn)之后則使用氘燈，進(jìn)行下一步測(cè)試，白紙上的光斑應(yīng)該比鎢燈投射的光斑強(qiáng)度低、分辨率差，但是顏色不應(yīng)該差別很大。出現(xiàn)上述測(cè)試結(jié)果之后可以將波長從580nm往大的方向調(diào)整，光斑的顏色則按照可見光的分布色逐漸變?yōu)榧t色，從580nm往小的方向調(diào)整，光斑的顏色則按照可見光的分布色變?yōu)樽仙?shí)際檢測(cè)中如果沒有出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則需要對(duì)光度計(jì)進(jìn)行重新的修復(fù)和檢測(cè)，如果出現(xiàn)，則表示粗檢測(cè)完畢，然后使用氧化鈥玻璃濾光片或石英汞燈進(jìn)行全波段檢測(cè)，使各段波長都符合有關(guān)規(guī)定規(guī)范，即可以進(jìn)行運(yùn)用。

1.3 波長調(diào)整后續(xù)工作

分光光度計(jì)在企業(yè)的應(yīng)用中多數(shù)是用于定量分析，比如物質(zhì)中微量有機(jī)成分的檢測(cè)，不需要知道具體的量，而只需要將測(cè)試樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的曲線比較。需要首先得到標(biāo)準(zhǔn)樣品的溶液吸光度，再將被測(cè)試的樣品溶液的吸光度得到之后，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線的相比，從而測(cè)得物質(zhì)的含量。分光光度計(jì)在使用時(shí)一旦出現(xiàn)波長出現(xiàn)偏差，則需要進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)是所有的儀器指標(biāo)都滿足相應(yīng)的檢測(cè)規(guī)程要求，經(jīng)過重新調(diào)整的光度計(jì)在使用前需要重新繪制曲線，這就需要檢測(cè)人員將調(diào)整信息告知使用方的，以免因?yàn)闆]有重新繪制而造成測(cè)量錯(cuò)誤。否則由于檢測(cè)調(diào)整人員的疏忽，在調(diào)整波長之后沒有告知使用方，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果不合格時(shí)進(jìn)行重復(fù)檢查排除卻找不到原因，會(huì)對(duì)效益造成影響。使用方在運(yùn)用分光光度計(jì)檢定時(shí)也應(yīng)該注意，如果出現(xiàn)與理想的數(shù)據(jù)偏差很大的檢定結(jié)果，則首先要排查波長是否重新調(diào)整過，或者在出現(xiàn)問題時(shí)重新繪制一次標(biāo)準(zhǔn)曲線然后再檢定，首先排查最簡單的重繪問題。

分光光度計(jì)使用完成之后如果長時(shí)間不再用，也要安排人員定期進(jìn)行對(duì)光斑進(jìn)行測(cè)試，對(duì)波長進(jìn)行調(diào)整，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換精度進(jìn)行復(fù)查，使用完成之后要將光度計(jì)放置在背光、干凈、無振動(dòng)、無電磁輻射、溫度和濕度適宜的場地，都是為了保證波長的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。

2 分光光度計(jì)檢定要素

2.1 比色皿成套性的檢定

分光光度計(jì)在使用時(shí)人們往往忽略其配套設(shè)備的檢定而是將重心放在光度計(jì)的自身檢定，其實(shí)沒有對(duì)比色皿的性能檢定，也會(huì)造成使用中的檢定結(jié)果出現(xiàn)大的錯(cuò)誤，出現(xiàn)該問題的原因是企業(yè)或者實(shí)驗(yàn)室的使用人員不熟悉分光計(jì)原理。（1-1）公式中的l和k分別由比色皿的寬度和性能決定，如果比色皿之間發(fā)生改變，檢測(cè)結(jié)果會(huì)是成倍數(shù)的改變發(fā)生偏差。例如在某企業(yè)使用光度計(jì)進(jìn)行分光法檢測(cè)時(shí)，不論是確認(rèn)溶液還是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，都滿足指標(biāo)的規(guī)范要求，但是檢測(cè)結(jié)果始終存在問題，之后發(fā)現(xiàn)比色皿之間存在差異，換用不同的的比色皿之后進(jìn)行交叉檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)是不配套的比色皿導(dǎo)致的測(cè)量錯(cuò)誤。出現(xiàn)該問題的原因是在檢測(cè)工序中，樣品溶液使用的比色皿固定不變，但是隨著多種樣品的倒入，長時(shí)間的反應(yīng)導(dǎo)致其受到污染而改變，使比色皿的性能參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)試樣的比色皿不同。有時(shí)候新的比色皿也不一定配套，因此在使用之前必須按照有關(guān)規(guī)定對(duì)比色皿進(jìn)行配對(duì)檢定后再使用。

針對(duì)該問題，要求在分光光度計(jì)的檢定中，通過互換樣品比色皿和標(biāo)準(zhǔn)比色皿的位置來保證兩者的使用強(qiáng)度相同，成套性誤差需要滿足小于規(guī)定的要求，不然不能進(jìn)行配套。注意對(duì)兩者的清洗，清洗前可以用PH值較小的液體浸泡，然后采用蒸餾水沖洗和專用的細(xì)布擦拭來避免劃痕和污染，擦干之后置于干燥潔凈的通風(fēng)室內(nèi)晾干。

2.2 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的合理性

作為檢定儀器，在使用時(shí)難免和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)打交道，由于不同的行業(yè)對(duì)于分光光度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)制定不一，在使用時(shí)會(huì)遇到不知道該遵循哪種標(biāo)準(zhǔn)的問題。例如成套性的誤差范圍，盡可能按照國家的規(guī)程規(guī)范做好配套。還有不同的工作環(huán)境和工作溫度及濕度等。為了使計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)更加合理，在使用時(shí)企業(yè)或者分光光度計(jì)的提供方，可以針對(duì)具體的被測(cè)對(duì)象，將使用方需要的指標(biāo)和提供方提供的指標(biāo)進(jìn)行完善和統(tǒng)一，都作為檢定的標(biāo)準(zhǔn)值寫入規(guī)程，避免了不必要的溝通和繁瑣的換算步驟出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差。

2.3 波長檢定關(guān)鍵因素

波長的檢定需要注意最大誤差和重復(fù)性，不同級(jí)別的光度計(jì)的最大誤差不同。例如紫外可見光的波長范圍內(nèi)，使用氘燈時(shí)，波長在365nm以內(nèi)時(shí)沒有譜線，在大于365nm時(shí)則出現(xiàn)分立譜線。在可見光波長范圍內(nèi)使用汞燈可以出現(xiàn)較多譜線，但是需要點(diǎn)燃等。在波長重復(fù)性檢定時(shí)，需要注意掃描的光源需要保持穩(wěn)定，采用穩(wěn)壓穩(wěn)流的電源，而且波長的準(zhǔn)確度一般低于重復(fù)性的一半。

3 結(jié)束語

分光光度計(jì)的檢定工作由于其作用原理不是很普遍，加上操作人員的經(jīng)驗(yàn)不足和溝通協(xié)調(diào)不及時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)檎`操作和疏忽大意造成光度計(jì)的檢測(cè)結(jié)果錯(cuò)誤。隨著分光光度計(jì)在不同的企業(yè)和領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)其檢定的注意事項(xiàng)應(yīng)該作為一個(gè)重要的規(guī)程準(zhǔn)則讓操作人員學(xué)習(xí)和注意，只有從波長、比色皿、環(huán)境、維護(hù)、電源燈多方面進(jìn)行注意，才能保證光度計(jì)的檢測(cè)正確性。

參考文獻(xiàn)

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