紫外可见分光光度计|紫外分光光度计应用与发展|紫外可见分光光度计校准方法

　　紫外可见分光光度计是一类很重要的分析仪器，无论在物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境科学等科学研究领域，还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门，紫外可见分光光度计都有广泛的应用。

　　分光光度计是杜包斯克和奈斯勒等人在1854年将朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律应用于定量分析化学领域，并且设计了diyi台比色计。

　　到1918年，美国国家标准局制成了diyi台紫外可见分光光度计。此后，紫外可见分光光度计经不断改进，又出现自动记录、自动打印、数字显示、微机控制等各种类型的仪器，使光度法的灵敏度和准确度也不断提高，其应用范围也不断扩大。紫外可见分光光度计从问世以来，在应用方面有了很大的发展，尤其是在相关学科发展的基础上，促使分光光度计仪器的不断创新，功能更加齐全，使得光度法的应用更拓宽了范围。目前，分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用，成为人们从事生产和科研的有力测试手段。目前市场上有两类主流产品:扫描光栅式分光光度计和固定光栅式分光光度计。

　　紫外可见分光光度计有着较长的历史，其主要理论框架早已建立，制作技术相对成熟。但构成紫外可见分光光度计的光、机、电、算等任何一方面的新技术都可能再推动紫外可见分光光度计整体性能的进步。在追求准确、快速、可靠的同时，小型化、智能化、在线化、网络化成为了现代紫外可见分光光度计新的增长点。

　　物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和

　　各种型号的紫外可见分光光度计，就其基本结构来说，都是由5个部分组成，即光源、单色器、吸收池、检测器和信号指示系统。

　　紫外可见分光光度计对光源的基本要求是应在仪器操作所需的光谱区域内能够发射连续辐射，有足够的辐射强度和良好的稳定性，而且辐射能量随波长的变化应尽可能小。分光光度计中常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。热辐射光源用于可见光区，如钨丝灯和卤钨灯;气体放电光源用于紫外光区，如氢灯和氘灯。

　　钨灯和碘钨灯可使用的范围在340~2500nm。这类光源的辐射能量与施加的外加电压有关，在可见光区，辐射的能量与工作电压的4次方成正比。光电流也与灯丝电压的n次方(n>1)成正比。因此必须严格控制灯丝电压，紫外可见分光光度计必须备有稳压装置。

　　在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。它们可在160~375nm范围内产生连续光源。氘灯的灯管内充有氢的同位素氘，它是紫外光区应用Z广泛的一种光源，其光谱分布与氢灯类似，但光强度比相同功率的氢灯要大3~5倍。

　　紫外可见分光光度计单色器的作用是将来自光源的含有各种波长的复合光按波长顺序色散，并从中分离出所需波长的单色光。单色器由狭缝、准直镜及色散元件等组成。来自光源并聚焦于进光狭缝的光，经过准直镜变成平行光、投射于色散元件。色散元件使各种不同波长的平行光有不同的投射方向(或偏转角度)行程按波长顺序排列的光谱。再经过准直镜将色散后的平行光聚焦于出光狭缝上。转动色散元件的方位，可使所需波长的单色光从出光狭缝分出。

　　1、色散元件

　　紫外可见分光光度计常用的色散元件有棱镜和光栅。早期紫外可见分光光度计多采用棱镜，现在多使用光栅。

　　棱镜有玻璃和石英两种材料。它们的色散原理是依据不同波长光通过棱镜时有不同的折射率而将不同波长的光分开。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱镜只能用于350~3200nm长范围。石英棱镜可适用的波长范围较宽，

　　紫外可见分光光度计是分析测试实验室里常见的一种分析仪器，可广泛应用于YL卫生、化学化工、环保、地质、机械、冶金、石油、食品、生物、材料、计量科学、农业、林业、渔业等领域中的科研、教学等各个方面。

　　1、预热

　　紫外可见分光光度计开机后灯及电子部分需热平衡，故开机预热30分钟后才能进行测定工作，如紧急应用时请注意随时调0%T，调1**%T。

　　2、调零

　　目的：校正基本读数标尺两端(配合1**%T调节)，进入正确测试状态;

　　调整时机：开机预热后，改变测试波长时或测试一段时间后，以及作高精度测试前;

　　操作：打开试样盖(关闭光门)或用不透光材料在样品室中遮断光路，然后按0%键，即能自动调整零位。

　　3、调整1**%T

　　目的：校正基本读数标尺两端(配合调零)，进入正确测试状态;

　　调整时机：紫外可见分光光度计开机预热后，更换测试波长或测试一段时间后，以及作高精度测试前。(一般在调零前应加一次1**%T调整以使仪器内部自动增益到位);

　　操作：将用作背景的空白样品置入样品室光路中，盖下试样盖(同时打开光门)按下1**%键即能自动调整1**%T(一次有误差时可加按一次);

　　4、调整波长

　　使用紫外可见分光光度计的旋钮，即可方便地调整仪器当前测试波长，具体波长由旋钮左侧的显示窗显示，读出波长时目光垂直观察。

　　5、改变试样槽位置让不同样品进入光路

　　紫外可见分光光度计标准配置中试样槽架是四位置的，用仪器前面的试样槽拉杆来改变，打开样品室盖以便观察样品槽中的样品位置Z靠近测试者的为“0”位置，依次为“1”、“2”、“3”位置。对应拉杆推向Z内为“0”位置，依次向外拉出相应为“1”“2”“3”位置，当拉杆到位时有定位感，到位时请前后轻轻推动一下以确保定位正确。

　　6、改变标尺

　　紫外可见分光光度计有四种标尺：

　　透射比：用于对透明液体和透明固体测量透射特

　　紫外可见分光光度计在使用中会产生一定的性能问题，要定期对仪器进行测试和维护，可以保证仪器可以保持工作状态。那么紫外可见分光光度计应该如何维护保养呢?

　　1、试样室检查

　　在分析液体试样时，请尽量避免把溶液溅洒在试样室中。请在使用前和使用后检查试样室中是否有遗洒的溶液;如果有，须卸下六联池，将试样室擦拭干净，以防止溶液蒸发后腐蚀光学系统，造成仪器测量结果误差。分析完成后，请不要将盛有液体的比色皿遗忘在试样室内。

　　2、保持仪器表面清洁

　　在使用过程中请不要将溶液遗洒在外壳上，否则会在外壳上留下斑痕，如果不小心将溶液遗洒在外壳上请立即用湿毛巾擦拭干净，不得使用有机溶液擦拭。不使用紫外可见分光光度计时，须用防尘罩罩住仪器，避免仪器积灰和沾污。

　　3、防霉防潮

　　高湿热地区请注意仪器防潮，特别是久置不用的单位，Z好每星期通电驱潮;也可以在罩子内置数袋防潮剂，以免灯室受潮、滤光片和反射镜镜面发霉或沾污，影响仪器指标。

　　为了保证紫外可见分光光度计的稳定性和可靠性，仪器管理人员要对分光光度计进行有效的日常保养和维护，主要有以下几点：

　　1、经常开机

　　如果仪器不经常使用，Z好每星期开机1-2h。这样一方面可去潮湿，避免光学元件和电子元件受潮，同时也可避免各机械部件生锈，以保证仪器的正常运作。

　　2、经常校验仪器的技术指标

　　校验紫外可见分光光度计的技术指标是一件非常重要的工作。一般每半年检查一次，一旦发现某项技术指标有问题，可根据具体问题做一些排查，找出问题原因，如果找不出原因或找出原因无法解决则应及时联系工程师。让紫外可见分光光度计“带病”工作不仅仪器分析测试的数据不可靠，还容易损坏仪器，造成更严重的后果。

　　3、保持机械运动部件活动自如

　　紫外可见分光光度计有许多转动部件，如光源转换机构、狭缝的传动装置、光栅的扫描装

　　紫外可见分光光度计是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。目前，国际上一般按紫外可见分光光度计的仪器结构将其分为单光束、准双光束、双光束和双波长四类。

　　1945年美国Beckman公司推出的世界上diyi台成熟的紫外可见分光光度计商品仪器，就是单光束紫外可见分光光度计。顾名思义，单光束紫外可见分光光度计只有一束单色光，一只比色皿，一只光电转换器(又称光接收器)。其光电转换器通常采用硅光电池、光敏三极管或光电管，其结构简单、价格便宜，但因其杂散光、光源波动、电子学的噪声等都不能抵消，故单光束紫外可见分光光度计的光度准确度差。

　　单光束紫外可见分光光度计的技术指标比较差，特别是杂散光、光度噪声、光谱带宽等主要技术指标比较差，分析误差较大，在使用上收到限制。一般来讲，要求较高的制药行业、质量检验行业、科研行业等不宜使用单光束紫外可见分光光度计。

　　所谓准双光束紫外可见分光光度计，就是有两束光，但只有一只比色皿的紫外可见分光光度计。其中，一束光通过比色皿，另一束光不通过比色皿。不通过比色皿的那束光，主要起抵消光源波动对分析误差影响的作用。

　　准双光束紫外可见分光光度计有两种类型：一种是两束单色光，一只比色皿，两只光电转换器;另一种是一束单色光，一束复合光，一只比色皿，两只光电转换器。

　　1、两束单色光的准双光束紫外可见分光光度计

　　这种准双光束紫外可见分光光度计比较多，目前国内外市场上或用户正在使用的准双光束紫外可见分光光度计，基本上都是这种类型的仪器，它属于普及型的常规仪器。这种准双光束紫外可见分光光度计，一般都用硅光电池或光电管做光电转换器。不通过比色皿的这一束光，除作为参考光束外，还有一个很重要的作用，就是用来抵消光源波动，以提高仪器的稳定性。这种仪器的结构比较简单，价格较便宜。

　　2、一束单

　　紫外可见分光光度计是根据物质分子对波长为200~760nm的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析仪器。操作简单、准确度高、重现性好。无论在物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境科学等科学研究领域，还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理行业，都获得了日益广泛的应用。

　　我国和世界上许多国家的药典都明确规定，许多药品都要求用紫外可见分光光度计作质量控制。因此，紫外可见分光光度计已是制药行业和药检行业必备的分析仪器。且规定，用于药品质控的紫外可见分光光度计，光谱带宽要求在2nm以下。

　　紫外可见分光光度计在药品检测中的应用已经非常广泛。其中，使用紫外可见分光光度计分析Z多的药物有:维生素、抗生素、解热药、去痛药、降血压药、安定药、镇咳药、滴眼药、磺胺类药、利尿药、某些妇科药、痢疾药、腹泻药、抗肿瘤药、抗结核药等。

　　在石油开采、加工过程中，石油有可能造成污染。在石油工业生产污水中，一般将排水中石油含量规定为10mg/L。而在地面水中，Zgao允许石油含量为0.1~0.3mg/L。一般石油炼油厂中，石油所含的芳烃组成是相对稳定的，所测得标准油品的吸收峰，都在221～225nm和251～255nm处。石油的两个特征吸收峰(225nm和254nm)是测定炼油厂污水中的含油量时要选用的吸收波长。另外，轻油组分几乎无明显紫外特征吸收，而中油和重油，以及蒽油等组分在225nm处吸收较强。它代表了石油成分的主峰，在254nm处吸收较弱，有时显示出某种重质油品的特性。

　　这些分析工作，都用紫外可见分光光度计来进行。还有，在炼油过程中，石油在320nm附近有一个芳烃杂质，也是必须要用紫外可见分光光度计来检测的。因此，紫外可见分光光度计是石油工业中非常重要的质量控制仪器。

　　紫外可见分光光度计是现代分子生物实验室常规仪器，常用于有机物、无机物、蛋白、核酸及细菌生长浓度的定量、定性分析，在科研、化工、制药、环保、卫生、防疫等领域发挥重要的作用。可见，紫外可见分光光度计就是类似天平或尺子那样的重要工具，凡是有化验、分析的地方都需要它。那么，如何正确选购紫外可见分光光度计呢?

　　紫外可见分光光度计选购需要注意仪器在以下几个方面的重要指标或参数：

　　1、仪器的光度准确度

　　光度准确度指实际测量的光度读数值与真值之差。它是用户对紫外可见分光光度计的关键要求，需要优先考虑。

　　2、仪器的杂散光

　　它指不应该有光的地方有了光。它是光谱测量中误差的主要来源，一般这个值越小越好。

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　　3、仪器的光谱带宽

　　是指从单色器射出的单色光谱线强度轮廓曲线的1/2高度处的谱带宽度。体现仪器的光谱分辨率。按照比耳定律，一般情况下光谱带宽应该是越小越好，但如果仪器的光源能量弱，光学传感器的灵敏度低时，光谱带宽小了，也得不到理想的测量结果的。所以，选择和使用仪器时一定注意多方面考虑。

　　4、仪器的稳定性

　　稳定性是用户关注的核心指标了，性能稳定可靠是基本的要求。

　　5、仪器的噪声

　　噪声也是紫外可见分光光度计的重要参数指标，它体现了仪器的做稀溶液的能力。噪音指标无疑越小越好。

　　6、仪器波长的准确度及重复性

　　紫外可见分光光度计的每个值都是在一定的波长下测得的，如果所示的波长和实际波长偏差过大，那么测出的值和真值的同样相差很大，就谈不上准确了，所以说准确度这个指标非常重要。

　　综上所述，以上指标都是相互独立又相互关联的，每个指标对紫外可见分光光度计的使用都有很大影响。所以在选购紫外可见分光光度计时，多做观察和比较，多做了解和判断，确保找到一个质量和性能都满意的优良产品。