分光光度計(jì)檢定過(guò)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(lái)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(zhǎng)和物質(zhì)性能參數(shù)，并從原理出發(fā)，介紹檢定過(guò)程的注意事項(xiàng)。首先是波長(zhǎng)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(zhǎng)的最大誤差以及重復(fù)性上進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)分光光度計(jì)的檢定提供了指導(dǎo)意見(jiàn)。

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

1 分光光度計(jì)波長(zhǎng)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(zhǎng)范圍、可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍和紫外光波長(zhǎng)范圍的任何一種混合光源中過(guò)濾出所需要的單色光，并將該單色光的特征通過(guò)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(zhǎng)，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(zhǎng)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(lái)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(guò)時(shí)得到單色光，通過(guò)窄縫來(lái)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)，理想的狀態(tài)是波長(zhǎng)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?。為了避免光度?jì)的因?yàn)楣饴穯?wèn)題使檢測(cè)成為無(wú)用功，需要在使用前對(duì)波長(zhǎng)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(jiàn)光波長(zhǎng)，將窄縫設(shè)置為2nm（顯示誤差區(qū)間），先打開(kāi)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(kāi)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(zhǎng)，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(zhǎng)從580nm往大的方向調(diào)整，光斑的顏色則按照可見(jiàn)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(jiàn)光的分布色變?yōu)樽仙?。?shí)際檢測(cè)中如果沒(méi)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(zhǎng)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(zhǎng)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(xiàn)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(xiàn)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(zhǎng)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(mǎn)足相應(yīng)的檢測(cè)規(guī)程要求，經(jīng)過(guò)重新調(diào)整的光度計(jì)在使用前需要重新繪制曲線(xiàn)，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](méi)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(zhǎng)之后沒(méi)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(zhǎng)是否重新調(diào)整過(guò)，或者在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)重新繪制一次標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)然后再檢定，首先排查最簡(jiǎn)單的重繪問(wèn)題。

分光光度計(jì)使用完成之后如果長(zhǎng)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(zhǎng)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(wú)振動(dòng)、無(wú)電磁輻射、溫度和濕度適宜的場(chǎng)地，都是為了保證波長(zhǎng)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(méi)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(wèn)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(mǎn)足指標(biāo)的規(guī)范要求，但是檢測(cè)結(jié)果始終存在問(wèn)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(wèn)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(zhǎng)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(wèn)題，要求在分光光度計(jì)的檢定中，通過(guò)互換樣品比色皿和標(biāo)準(zhǔn)比色皿的位置來(lái)保證兩者的使用強(qiáng)度相同，成套性誤差需要滿(mǎn)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(zhuān)用的細(xì)布擦拭來(lái)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(wèn)題。例如成套性的誤差范圍，盡可能按照國(guó)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(xiě)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(zhǎng)檢定關(guān)鍵因素

波長(zhǎng)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(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，使用氘燈時(shí)，波長(zhǎng)在365nm以?xún)?nèi)時(shí)沒(méi)有譜線(xiàn)，在大于365nm時(shí)則出現(xiàn)分立譜線(xiàn)。在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)使用汞燈可以出現(xiàn)較多譜線(xiàn)，但是需要點(diǎn)燃等。在波長(zhǎng)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(zhǎng)的準(zhǔn)確度一般低于重復(fù)性的一半。

3 結(jié)束語(yǔ)

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(zhǎng)、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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