紫外可見分光光度計檢定誤差控制探析

李 衍

（云南中檢測試科技有限公司，昆明 650000）

紫外可見分光光度計，是以被測物質(zhì)在不同波長范圍內(nèi)對光的不同吸收度反應(yīng)為依據(jù)分析物質(zhì)的儀器。紫外可見分光光度計具有較高的靈敏度和簡單的操作，故而在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛。紫外可見分光光度計是由單色器、檢測器、吸收池和信號處理器等組成，多以鎢燈、氘燈作光源系統(tǒng)，以棱鏡和光柵作為色散元件，在樣品吸收池吸收下，可完成物質(zhì)檢測工作。

1 紫外可見分光光度計檢定原理概述

以不同波長單色輻射光下物質(zhì)對其產(chǎn)生的特征吸收峰為根據(jù)，并在與郎伯比爾定律相結(jié)合的基礎(chǔ)上定性、定量分析物質(zhì)。紫外可見分光光度計作為操作便利、結(jié)構(gòu)簡單且靈敏度高的物質(zhì)光譜分析設(shè)備，在各個領(lǐng)域之中的應(yīng)用極為廣泛。

2 紫外可見分光光度計常見誤差來源

2.1 波長檢定引發(fā)的誤差

波長誤差有著較多的引發(fā)因素，以產(chǎn)生原因為依據(jù)可歸納為波長標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備結(jié)構(gòu)等兩類誤差的引發(fā)來源。借助光吸收定律檢測物質(zhì)光譜特性時，應(yīng)采取一束具有理論性特定波長的單色光[1]。然而，因?qū)嵺`中儀器所提供的單色光呈現(xiàn)出帶有帶寬的單峰曲線的波長，如此一來選擇的單色光波長就會有誤差產(chǎn)生，會使儀器測量的準(zhǔn)確性受到影響；同時，因儀器單色系統(tǒng)的調(diào)整也會導(dǎo)致誤差產(chǎn)生，進(jìn)而對波長示值的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定的影響，而通過標(biāo)準(zhǔn)和調(diào)整可實現(xiàn)上述兩類誤差的減少或消除。此外，由于儀器制造中存有缺陷也會引發(fā)誤差，無法通過使用調(diào)整將此類誤差消除。

2.2 雜散光引發(fā)的誤差

雜散光表示的是不包含非待測光在內(nèi)的其他光源發(fā)出的光，能在很大程度上影響測量結(jié)果。就雜散光而言，其出現(xiàn)方式通常包含兩種：其一為同等于測量波長的光，因設(shè)備光學(xué)元件自身會有反射產(chǎn)生并散射，如此一來光線就會直接朝著檢測器投射，而不再通過檢測樣品；其二為不包含待測波長在內(nèi)的光線，因光學(xué)系統(tǒng)元件表面有擦痕或是灰塵等自身缺陷存在，或是結(jié)構(gòu)中有額外反射、透射面出現(xiàn)等，都會導(dǎo)致設(shè)計外的光線以光路為依據(jù)朝著檢測器投射。

2.3 檢測環(huán)境引發(fā)的誤差

對于紫外可見分光光度計而言，要想為檢定結(jié)果提供準(zhǔn)確性、可靠性保障，就必須合理選擇環(huán)境條件，倘若未能有效進(jìn)行控制，就會有較大的誤差產(chǎn)生，使得檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性受到嚴(yán)重影響[2]。如紫外分光光度計的密封性不足，應(yīng)避免強(qiáng)光對光源系統(tǒng)直射，以便將雜散光控制在最低限度；環(huán)境中有較多灰塵時，濾光片可能會將不必要的灰塵沾染上，如此一來檢定過程中也就會有誤差產(chǎn)生。檢定校準(zhǔn)工作開展期間，要想實現(xiàn)測量儀器計量性能的真實反映，通常僅能以計量檢定規(guī)程為依據(jù)進(jìn)行，以便為測量結(jié)果提供可比性保障。

2.4 透射比引發(fā)的誤差

透射比能在很大程度上影響樣品的吸光度，彼此之間存在A=-logT的關(guān)系，其中A表示樣品吸光度，T表示透射比。當(dāng)T有較大誤差存在時，A就會出現(xiàn)更大的誤差。故而當(dāng)有不準(zhǔn)確的透射比存在時，紫外可見分光光度計就無法得到準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)。透射比的影響因素包含光譜帶寬變化、波長、光密封不到位等，此類因素的存在，會導(dǎo)致儀器測量準(zhǔn)確性受到影響。

2.5 基線平直度引發(fā)的誤差

紫外可見分光光度計不同參數(shù)中，基線平直度十分關(guān)鍵。通過基線平直度、漂移和噪聲的綜合作業(yè)，能夠進(jìn)一步突出紫外可見分光光度計的性能?；€平直度屬于全波波長點噪聲，紫外可見分光光度計的噪聲則是以250nm和500nm等兩處光度噪聲為主，彼此之間有著較大區(qū)別存在。當(dāng)基線平直度誤差偏大時，光度計圖譜就會有假峰值或是扭曲出現(xiàn)，嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確度。

2.6 計量檢定人員操作引發(fā)的誤差

采用同一臺紫外可見分光光度計，檢定人員由于習(xí)慣、精細(xì)程度和技術(shù)水平等差異，以檢定規(guī)程為依據(jù)進(jìn)行檢定時依然會有些許差異存在。如指針式紫外可見分光光度計，不同操作人員因不同的習(xí)慣或是觀測位置，在同一狀態(tài)波長指示讀數(shù)上也會有差異出現(xiàn)；推拉式樣品池架紫外可見分光光度計，操作人員推拉位置、定位手感的差異會導(dǎo)致光路系統(tǒng)產(chǎn)生些許差異，或是出現(xiàn)不同的透射比讀數(shù)。

3 常見誤差的控制方法

3.1 波長檢定誤差的控制

采用檢定波長準(zhǔn)確度可對波長檢定誤差進(jìn)行衡量。在486.0nm和646.1nm等兩條譜線處，氘燈有著較大的強(qiáng)度和較好的分離線，十分適用于波長準(zhǔn)確度的檢定。而要想以合理范圍控制誤差，在不同波段下應(yīng)合理選擇濾光片，以便對標(biāo)準(zhǔn)波長進(jìn)行控制。如200nm～700nm間應(yīng)以鈥濾光片為佳，700nm～900nm間應(yīng)以鐠釹濾光片為佳[3]。倘若波長誤差不在規(guī)定范圍內(nèi)，必須調(diào)修設(shè)備：倘若為線性誤差，也就是不同波長段誤差有著相同方向、相近數(shù)值，應(yīng)調(diào)整波長為580nm，通過樣品池光路對單色光顏色進(jìn)行觀察，并對其波長進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使單色光朝著具有清晰邊緣且無雜色的橙黃色變化。隨后，旋轉(zhuǎn)刻度盤螺母旋鈕至580nm，借助標(biāo)準(zhǔn)濾光片檢定波長，在對刻度盤螺母反腐旋擰下將單色光朝著標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。反之，倘若為非線性誤差，也就是不同波段皆存在正負(fù)誤差，將上述方法實施后，還需將準(zhǔn)直螺母調(diào)節(jié)至相應(yīng)方向。

3.2 雜散光誤差的控制

紫外可見分光光度計光敏元件極具敏感性，元件溫度為了保持，離不開散熱，而散熱孔能為漂浮于空氣中的灰塵提供進(jìn)入光敏元件的途徑，并造成相應(yīng)的影響?？捎镁凭潦孟到y(tǒng)內(nèi)部灰塵，隨后借助吹風(fēng)機(jī)吹干。反光鏡由于制作特殊的緣故，僅能借助火棉膠去除鍍有軟膜的表面灰塵，以此保障反光鏡表面軟膜。紫外可見分光光度計光學(xué)元件有位移出現(xiàn)后，雜散光超差問題極易出現(xiàn)。一方面，聚焦失常，聚光鏡、光源燈錯位，光斑中央有雜色或光斑，有光暈出現(xiàn)。需對光源位置、焦距進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)光斑純凈、均勻時，調(diào)整成功；另一方面，準(zhǔn)直鏡引發(fā)的雜散光超差，也就是580nm處不存在雜質(zhì)、光暈。需對準(zhǔn)直鏡螺母進(jìn)行調(diào)整，消除誤差并與檢定要求相適應(yīng)表示成功。

3.3 檢測環(huán)境誤差的控制

分光光度計對環(huán)境條件有著較高的要求，檢定開始前，需對現(xiàn)有環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測，確保與相關(guān)要求相符合。儀器設(shè)備使用前，需以操作規(guī)程為依據(jù)嚴(yán)格進(jìn)行，如光度計開機(jī)后需確保預(yù)熱充分，在電路、光路系統(tǒng)保持穩(wěn)定后，可將誤差減小。同時，需時常保養(yǎng)設(shè)備，定期將濾光片等標(biāo)準(zhǔn)元器件送檢，以便為檢定標(biāo)準(zhǔn)自身提供準(zhǔn)確性保障。

3.4 透射比誤差的控制

可借助光波對透射比示值的誤差進(jìn)行調(diào)整。在誤差調(diào)整前，需對光波進(jìn)行檢定，確保與調(diào)修條件相符合。比色皿架傾斜時，一旦吸收池光程有所變化，就會出現(xiàn)透射比誤差超差的情況[4]。鑒于此，需確保光束通過比色皿時為垂直狀態(tài)，并以其中心為基點對比色皿底座進(jìn)行調(diào)整；光門異常密閉下，對光門手動進(jìn)行擠壓也會有透射比誤差超差的問題出現(xiàn)。鑒于此，需更換或維修保養(yǎng)光門組件；比色皿配套性超差極易被忽視，在紫外可見分光光度計檢定中，需檢定比色皿配套性誤差，以0.5%來控制比色皿配套性誤差。

3.5 基線平直度誤差的控制

凝結(jié)水或是灰塵等雜質(zhì)對紫外可見分光光度計光敏元件造成污染后，光會有散射出現(xiàn)，進(jìn)而引發(fā)基線平直度超差的問題。鑒于此，需定期清理光敏元件的雜質(zhì)，為光學(xué)系統(tǒng)提供干燥、清潔的保障。若是未能合理安裝濾光片，會出現(xiàn)波長噪聲超差的問題，此時需正確安裝濾光片。光源切換有較大的基線跳動情況出現(xiàn)時，應(yīng)檢查并校正光源。在使用時間不斷增加后，需對儀器易老化部件及時進(jìn)行維修或保養(yǎng)，以便將基線平直度誤差超出問題解決。同時，對于電壓的穩(wěn)定也需予以關(guān)注，可進(jìn)行穩(wěn)壓器的安裝。

3.6 計量檢定人員操作誤差的控制

針對計量檢定人員，需定期開展計量法律法規(guī)學(xué)習(xí)活動，幫助他們樹立強(qiáng)烈的責(zé)任心，落實依法辦事、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、客觀公正，以便為數(shù)據(jù)提供可靠性、準(zhǔn)確性保障。同時，需組織檢定人員積極學(xué)習(xí)檢定規(guī)程，在理論與實際相結(jié)合的基礎(chǔ)上，對工作經(jīng)驗及教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)，以此推動他們檢定技術(shù)水平、數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)水平的提升，將檢定誤差的產(chǎn)生控制在最低限度。

4 結(jié)語

綜上所述，紫外可見分光光度計檢定期間，倘若能夠采取合理的控制措施，能將系統(tǒng)誤差減少或是消除，為檢定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供保障。而實驗室在量值比對、測量審核期間，若是能將誤差控制在最低限度，那么所獲得的比對結(jié)果也就更為滿意、合理。