自動掃描型分光光度計計量檢定中若干問題的分析與對策

摘要：分光光度計在醫(yī)院的應(yīng)用是非常廣泛的，同時也是實驗室里面使用昀多的一種精密儀器。現(xiàn)行的檢定規(guī)章是中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程JG178-2007《紫外、可見和近紅外分光光度計檢定規(guī)程》，本規(guī)章中針對自動型掃描儀器檢定的方法闡述不是很詳細，描述也不多，有些參數(shù)無法設(shè)定。本文圍繞該儀器在使用過程中常見的一些問題開展論述，并對儀器的維護方面進行了簡單的描述，望可以給相關(guān)工作者提供一些可參考價值。

關(guān)鍵詞：自動掃描型分光光度計量;檢定;問題分析;對策

朗式定理，分光光度計的測量原理，其基本公式為A=KCL。依據(jù)其原理，在一定波長的前提條件下，當單色光通過溶液的時候，其吸光度與其自身濃度和液體層厚度之間存在一定的正比例關(guān)系。經(jīng)過等待測試的溶液之后，就能夠檢測出射光的強度，經(jīng)過一定的信號處理之后，就可以獲得溶液的吸光度或透光率。吸光度 A和透射率 t之間的關(guān)系是A= LgT，通常需要測量其中一個。因為其強大的光譜功率，其波長的范圍能夠達到幾個邊緣，甚至更窄，如此能夠提高分析的精準度和波長范圍。

一、自動掃描型分光光度計綜述

1、含義

分光光度計即光譜儀，能夠?qū)瑥?fù)雜成分、由各類型組分混合而成的光進行分解，提供不同的光譜線，便于開展對光的研究。分光光度計使用能夠產(chǎn)生多種波長光的裝置作為光源，并使用系列分光裝置產(chǎn)生特定種類的光，當光線透過樣品后，其中的特定光線會被物體吸收，由于吸光值與樣品濃度存在正比關(guān)系，因此可通過計算吸光值，可獲得樣品濃度。

2、影響因素

2.1溫度與濕度

氣溫與環(huán)境濕度會對包括自動掃描型分光光度計在內(nèi)的多種精密測量儀器造成嚴重影響，高溫、高濕環(huán)境下，設(shè)備內(nèi)部金屬部件腐蝕速度加快，金屬表面光潔度嚴重下降，甚至出現(xiàn)肉眼可見的銹斑，會加大儀器誤差，或使其性能下降，使得光學部件的鋁膜發(fā)生銹蝕，如光柵、反射鏡、聚焦鏡等都不能正常運轉(zhuǎn)，使儀器出現(xiàn)諸如噪音增大、產(chǎn)生光能不足的問題，甚至無法正常開啟和運轉(zhuǎn)，若不及時處理，會縮短儀器壽命。

2.2空氣組分

空氣中的塵埃、微粒或腐蝕性氣體會進入自動掃描型分光光度計內(nèi)部，對金屬器件造成腐蝕，或附著在其上，影響機械系統(tǒng)靈活性，導(dǎo)致限位開關(guān)、按鍵等的靈敏度降低，甚至在電路中形成絕緣膜，完全阻隔不同組件的聯(lián)系，使設(shè)備可靠性與精度大幅下降，還可能導(dǎo)致設(shè)備的關(guān)鍵部件鋁膜發(fā)生銹蝕。

2.3內(nèi)部問題

當設(shè)備長時間使用后，內(nèi)部會積累塵埃，發(fā)熱部分元件也會出現(xiàn)一定程度的松動，光路也可能不準，都可能會在計量檢定中影響昀終結(jié)果。

二、計量中的常見問題與使用技巧

（一）基線平直度調(diào)整

基線平坦度，它指的是掃描透過率為 100～0時基線的傾斜或彎曲程度。若基線的直線度相對而言比較差的話，樣品吸收光譜中吸收峰之間的比率將會改變，從而致使在定性分析的過程中出現(xiàn)一些偏差或者誤差。基線不均刀的主因是光學系統(tǒng)和兩束光之間的不平衡。若儀器發(fā)生抖動現(xiàn)象，光源的位置則會發(fā)生一些改變，將致使光學系統(tǒng)發(fā)生故障（基線的平坦度應(yīng)以吸光度表示）。有一部分設(shè)備對基線的直線度十分的敏感，非常容易超過規(guī)定的標準。所以，在測量的過程中，機器應(yīng)該進行預(yù)熱且預(yù)熱完全。光譜帶寬應(yīng)設(shè)置為 2rim，波長掃描應(yīng)在儀器蓋關(guān)閉并穩(wěn)定 2分鐘后進行。

（二）光譜帶寬調(diào)整

在測量噪聲、漂移、昀小頻譜帶寬和基線平坦度時，頻譜的帶寬則必須要進行微調(diào)。狹縫寬度對光譜帶寬有著決定性的作用。從理論上而言，如果狹縫的寬度比衍射的寬度小時，衍射寬度對光譜帶寬有決定性的作用。如果是衍射寬度小于狹縫寬度時，狹縫寬度對光譜帶寬有決定性作用。根據(jù)理論分析，如果狹縫趨于小的趨勢，則單色光的純度就越高，但是光的強度會趨于下降趨勢。

（三）掃描速度選擇

為了節(jié)約時間，設(shè)置波長的范圍僅僅只需要包括要與標準值進行比較的峰和谷。第一步，儀器的波長重復(fù)性應(yīng)該依據(jù)昀后的測試報告或儀器手冊進行明確的標注，掃描速度應(yīng)設(shè)定為使采樣間隔小于波長重復(fù)性。如果無法設(shè)置采樣間隔，掃描速度應(yīng)設(shè)置為< 120納米/分鐘。測量基線平坦度時，應(yīng)選擇全波段掃描速度，采樣間隔為 l13m。如果無法設(shè)置，可以從

400至 800納米/分鐘選擇。

（四）波長分段與儀器級別

在紫外、可見和近紅外分光光度計檢定規(guī)程中，增加了儀器工作波長和性能等級的劃分。工作波長分為 a、b和 c三個段。根據(jù)儀器的性能，從高到低基本上可以劃分為四個等級，即一級、二級、三級和四級。儀器的各項測量指標，應(yīng)該依據(jù)其等級的劃分二進行分類。所以，應(yīng)該依照具體的規(guī)章制度以及原則，在計量證書中給出各波段各指標的儀器等級，讓用戶對儀器的基本性能可以有一個大致的分辨以及判斷。

（五）常見故障與處理措施

若使用中發(fā)現(xiàn)儀器不能調(diào)零，可能是光門未完全關(guān)閉，應(yīng)對其進行維修，確保光門徹底關(guān)閉;還可能是儀器受潮，可開啟光電管暗盒并使用吹風機干燥，去除水分，更換干燥劑;還可能是電路故障，需進行檢修。若儀器無法調(diào)到100%，可能是光能量不夠，需更換光源燈或增加靈敏度倍率;也可能是光電轉(zhuǎn)換線路老化，需及時更換，還可能是比色皿架沒有落位，需調(diào)整。

三、光學器件的維護與保養(yǎng)

光學器件應(yīng)當盡量避免灰塵和觸摸，確保應(yīng)用環(huán)境潔凈，使用后立即將過濾器放回盒內(nèi)。如果有少量的灰塵附著在光學設(shè)備上，可以使用低功率的真空吸塵器進行除塵。當儀器所處的環(huán)境濕度比較高的時候或者是環(huán)境中的 PM2.5的含量超過要求時，對測量的結(jié)果將有一定的影響。工作人員要盡量避免移動分光光度計量器，以免引起光路的細微變化。儀器不使用時，應(yīng)該關(guān)閉電源，以延長光源的使用年限。而且對于這種精密儀器，在使用的時候一定要注意參數(shù)的設(shè)置以及使用的昀大限度，尤其在進行溶液測定的時候，注意不要將溶液撒到儀器上面，如果不小心打翻溶液，一定要采取正確的處理方式，不可以隨意用抹布擦拭，即使需要用抹布進行清潔處理，也不可以隨意使用任何抹布，必須使用專門的清潔布，輕輕蘸拭，避免造成擦痕。當需要大幅度改變測試波長時，不能急于操作，需等待片刻，待等熱平衡后對“0”與“100%”點進行重新校正，并完成測量;未通電時，指針必須位于零刻度線，若不滿足，則應(yīng)手動進行機械調(diào)零;用完比色皿后，需立刻使用清潔的蒸餾水進行清洗，并使用干凈紗布擦拭殘留水漬，保護儀器表面光潔度。

四、結(jié)束語

分光光度計量檢定，作為一項科學性比較強的工作，既要細致又要嚴肅。因其屬于一種精密度比較高的光學儀器，其測量的結(jié)果容易受到一些外部因素的影響，在實際的應(yīng)用過程中，對誤差結(jié)果要進行分析，查找致使誤差的原因是儀器本身的因素還是外界因素，在檢測方面，嚴格按照檢定的規(guī)章制度以及測試的環(huán)境原則等，必須對儀器的使用進行規(guī)范化，及時維護。與此同時，在維護的時候，必須要嚴格遵守維護流程，使用專門的養(yǎng)護工具，不可以隨意進行維護調(diào)試，避免因養(yǎng)護工具的使用不當致使儀器受損。希望本文的以上內(nèi)容能夠為相關(guān)工作者提供幫助。

參考文獻

[1]盧欣春，袁穎華，熊欣，孫穎奇，倪亮，雷麗江.微型分光光度計在多參數(shù)水質(zhì)在線分析儀中的應(yīng)用[J].光學與光電技術(shù)，2019， 17（05）：36-41.

[2]林俊，夏賢君.分光光度計簡介及計量檢定中常見問題處理[J].科技風，2019（09）：159.

[3]胡曉東，萬建峰，吳森，徐臨燕，李凱凱，徐建國，盧念航.工業(yè)型掃描探針顯微系統(tǒng)樣品快速定位方法[J].納米技術(shù)與精密工程，2015，13（01）：8-16.

[4]萬建峰.工業(yè)型掃描探針顯微平臺樣品粗定位技術(shù)研究[D].天津大學，2014.

作者簡介：樓健，男，1988年 9月出生，浙江東陽，助理工程師，本科，計量檢定。