01
復(fù)色光對朗伯-比爾定律的偏離
朗伯-比爾定律成立的前提條件是入射光是單色光,但是精度再高的儀器,即使是雙單色器的分光光度計,也只能獲得近乎單色的光,無法獲得純單色光,它仍然含有狹窄光通帶,具有復(fù)色光的性質(zhì)。而復(fù)色光會導(dǎo)致朗伯-比爾定律的正或負偏離。
固定狹縫的紫外分光光度計光譜帶寬一般為1nm或2nm,可調(diào)狹縫的可以做到0.Inm;可見分光光度計帶寬6nm、甚至十幾納米。
光譜帶寬應(yīng)該是越小越好,但是隨著光譜分辨率的提高,儀器的靈敏度降低,所以選擇儀器時要綜合考慮各種條件的影響。當溶液濃度較小且單色光較純時,可近似認為符合朗伯-比爾定律定律。
02
雜散光的影響
雜散光是指進人檢測器的處于待測波長光譜帶寬范圍外的其他波長組分,它是光譜測量中誤差的主要來源。
產(chǎn)生原因有:分光光度計的色散元件、反射鏡、透鏡及單色器內(nèi)壁灰塵等。在分光光度計工作波段邊緣波長處,由于單色器透光率、光源輻射強度、檢測器靈敏度都較低,雜散光的影響更為顯著。
雜散光限制儀器的分析上限可引起嚴重的測量誤差,實際工作中,在定量分析時,一般在吸收峰或其附近處測量樣品吸光度,如果在分析波長處含有雜散光,這時樣品的透光率較小,而雜散光大部分透過,使測量吸光度低于真實吸光度。
03
儀器噪聲對測T的影響
儀器噪聲也是儀器的一個重要指標,它表征儀器做稀溶液的能力。是疊加在待測量的分析信號中的不需要的信號,掃描100%T和0%T線,可觀察到分光光度計的噪聲水平,如果儀器噪聲較大,會掩蓋較小的測量信號,一般用噪音的二倍來表示儀器的靈敏度。
04
波長和吸光度準確度
樣品的每一個值都是在一定的波長下測得的,如果波長誤差很大,測出的值肯定不準。吸光度準確度也是用戶對儀器的直接要求,更應(yīng)引起足夠的重視。
國家計量檢定規(guī)程規(guī)定雙光束紫外可見分光光度計透射比準確度為A級士0.6%, B級土1.0%。
我們?nèi)绾蝸碓u價一臺紫外可見分光光度計的優(yōu)劣呢?首先,我們要來考察它的外觀。然后,我們探討一下會對儀器的使用有很大影響的幾個重要指標:
1、雜散光它指不應(yīng)該有光的地方有了光。
它是光譜測量中誤差的主要來源。這個值當然越小越好了。
2、光度準確度光度準確度指實際測量的光度讀數(shù)值與真值之差。
它是用戶對儀器的直接要求,每個用戶都必須重視。
3、噪聲噪聲也是儀器的重要指標之一。
它表征儀器的做稀溶液的能力。這個指標也是越小越好。
4、光譜帶寬指從單色器射出的單色光譜線強度輪廓曲線的1/2高度處的譜帶寬度。
表征儀器的光譜分辨率。按照比耳定律,光譜帶寬應(yīng)該是越小越好的,但是如果儀器的光源能量弱,光學(xué)傳感器的靈敏度低時,光譜帶寬小了,也得不到理想的測量結(jié)果的。所以,選擇和使用儀器時一定注意。
5、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是使用者較受關(guān)注的指標之一。
儀器的宗旨就是穩(wěn)定可靠,不穩(wěn)定更談不上可靠了。
6、噪聲噪聲也是儀器的重要指標之一。
它表征儀器的做稀溶液的能力。這個指標也是越小越好。
7、波長的準確度和重復(fù)性儀器的每個值都是在一定的波長下測得的,如果所示的波長和實際波長偏差萬里,那么測出的值和真值的吻合度從何談起呢?可見這個指標的重要性。
總之,這幾個指標都是相互獨立又相互關(guān)聯(lián)的,每個指標對儀器的使用都有很大影響。希望大家在選購紫外、可見分光光度計時,多做比較,多做判斷,切實找到一個穩(wěn)定可靠的好幫手。
我們選擇時需要根據(jù)自己實驗室的需要,主要考慮光學(xué)構(gòu)造和光源、檢測方法、樣品類型和數(shù)據(jù)處理等因素。
1.光學(xué)構(gòu)造
一般來說,紫外光分光光度計分為單光束和雙光束兩類。1單光束型主要是依賴單束光進行測量。一束給定波長的光通過對照物,然后再通過實際樣品溶液,就能得到吸光結(jié)果。
雙光束型則是通過一個斬光輪(mirroredchopperwheel)將一束光分成兩束,分別測量對照樣品和實際樣品??梢宰钚』馄疲╨ampdrift)和減少測量時間。一些雙光型光度計不利用斬光輪,而是利用一種光束分光器來代替,將一束光分成兩束平行的光然后同時測量對照樣品和目的樣品。因為增加了測量的速度,所以雙光束分光光度計在測量一些溶液隨時間動態(tài)變化的研究中大有用處。
2.樣品類型
在大部分的樣品類型中,分光光度計可接受樣品孔、小玻璃管cuvette、吸漿管和微孔板。
用小試管裝樣品容量一般從1μl-5ml,并且一些儀器裝備了各種樣品固定物來滿足各種改變需要。
3.光源和檢測方法
分光光度計的光譜也是需要考慮的一個重要因素。
紫外分光光度計一般覆蓋190nm和380nm波長,通常利用氘燈照明。一些特殊的儀器可以提供滿足光子學(xué)和半導(dǎo)體研究需要的光譜范圍。
有的儀器可以選擇多種光源:紫外光、可見光和甚至紅外光(780nm至3,000nm)。鎢燈和鹵素燈一般只覆蓋可見光部分(大約380nm到800nm)。而氙燈則可以覆蓋紫外光和可見光區(qū)域。
分光光度計的帶寬(bandwidth)很大程度上依賴于單色儀的狹縫的寬度??梢酝渡涑鰧嶒灳_要求的光譜。一種嚴格帶寬使得儀器能對復(fù)雜的混合物進行高分辨率的吸光測量??勺兊膯紊珒x的狹縫寬度能使一臺分光光度計滿足多種實驗需要。
4.樣品類型
在大部分的樣品類型中,分光光度計可接受樣品孔、小玻璃管cuvette、吸漿管和微孔板。
用小試管裝樣品容量一般從1μl-5ml,并且一些儀器裝備了各種樣品固定物來滿足各種改變需要。
5.數(shù)據(jù)管理
大部分單機型的分光光度計包含了驅(qū)動儀器運行和管理數(shù)據(jù)的軟件。高性能的儀器,通常與PC機一起聯(lián)用,需要從制造商提供額外的軟件。
由此可見紫外、可見分光光度計是一種常規(guī)的實驗室分析儀器??蓮V泛用于無機物、有機物的定性、定量分析中,在科研、制藥、化工、環(huán)保、衛(wèi)生、防疫等領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用。
紫外可見分光光度計是按照物質(zhì)的吸收光譜來對其成分、結(jié)構(gòu)以及相互作用進行研究的一種儀器。紫外可見分光光度計擁有分析成本低、操作簡便、快速、準確度高等眾多優(yōu)點,無論在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、環(huán)境科學(xué)等科學(xué)研究領(lǐng)域,還是在化工、醫(yī)藥、環(huán)境檢測、冶金等現(xiàn)代生產(chǎn)與管理行業(yè),都獲得了日益廣泛的應(yīng)用。
在使用紫外可見分光光度計時,必須要注意一些使用后的維護保養(yǎng)和一些基本使用注意事項,才能達到更好的使用效果。
1、使用的吸收池必須潔凈,并注意配對使用。量瓶、移液吸管均應(yīng)校正、洗凈后使用。
2、取吸收池時,手指應(yīng)拿毛玻璃面的兩側(cè),裝盛樣品以池體的4/5為度,使用揮發(fā)性溶液時應(yīng)加蓋,透光面要用擦鏡紙由上而下擦拭干凈,檢視應(yīng)無溶劑殘留。吸收池放入樣品室時應(yīng)注意方向相同。用后用溶劑或水沖洗干凈,晾干防塵保存。
3、啟動儀器之前,一定要把樣品室內(nèi)存放的防潮劑拿出,儀器進行正常運轉(zhuǎn)檢查的時候,千萬不能開啟樣品室蓋。
4、要求比色皿當中的液體占總體積的66%-80%較佳,千萬不能讓液體太多,以致于液體外泄腐蝕儀器;正常檢測的時候,需要保證比色皿干凈,內(nèi)壁上液滴需要使用專業(yè)的紙進行擦拭,千萬不能使用手進行直接的擦拭。
5、供試品溶液濃度除各該品種已有注明外,其吸收度以在0.3~0.7之間為宜。
6、選用儀器的狹縫寬度應(yīng)小于供試品吸收帶的半寬度,否則測得的吸收度值會偏低,狹縫寬度的選擇應(yīng)以減少狹縫寬度時供試品的吸收度不再增加為準,對于大部分被測品種,可以使用2nm縫寬。
7、正常運轉(zhuǎn)的時候,嚴禁把液體溶劑放置于儀器的表層上,如果出現(xiàn)液體外泄的情況,一定要保證進行及時的清潔處理。