紫外可见近红外分光光度计测试方法

紫外可见近红外（UV-Vis-NIR）分光光度计测试技术指南

在实验室分析与材料表征领域，紫外可见近红外（UV-Vis-NIR）分光光度计是跨越电子跃迁与分子振动能级探测的核心仪器。其光谱覆盖范围通常从175nm延伸至3300nm，涵盖了紫外、可见光及近红外波段。对于科研人员而言，掌握不同样品的测试逻辑与参数配置，是获得高质量表征数据的关键。

核心测试模式与应用场景

UV-Vis-NIR的测试方法主要依据样品的物理形态及光学特性分为透射、反射与吸收三大类。

1. 透射法（Transmittance）： 主要用于透明液体或均匀固体薄膜。通过测量透过光强度与入射光强度的比值，评估材料的透明度或滤光特性。在半导体晶圆检测中，透射光谱可用于计算能带间隙（Bandgap）。
2. 反射法（Reflectance）：

• 全反射/漫反射： 利用积分球配件采集固体粉末、粗糙表面样品的散射光。这是化工催化、陶瓷材料表征的标准方法。
• 镜面反射： 针对高平整度表面（如光学镀膜、金属镜面），通过特定角度的反射附件测量能量损耗。

1. 吸收法（Absorbance）： 基于比耳-朗伯定律（Beer-Lambert Law），主要用于定量分析溶液浓度。在生物制药领域，通过260nm/280nm的吸收比值测定核酸纯度。

关键技术参数配置

提升测试准确性的实操要点

基线校正（Baseline Correction）与背景扣除

在UV-Vis-NIR测试中，基线漂移是造成误差的主要来源。对于双光束仪器，必须进行100%T与0%T的校准。在进行液体测试时，参比池应装入样品的溶剂（Blank），以扣除溶剂吸收、反射损失及比色皿的光程差异。

积分球的应用技巧

测试固体粉末（如TiO2催化剂）时，必须使用积分球。此时需选用标准白板（如BaSO4或PTFE材质）作为参照。注意白板的清洁度，任何微小的污染都会导致近红外波段的基线大幅波动。

杂散光（Stray Light）的控制

杂散光是分光光度计的核心性能指标。当样品吸光度超过2.0 Abs时，杂散光会导致线性关系偏离。在进行高浓度样品分析时，应优先考虑稀释，或选择具备双单色器（Double Monochromator）的高端机型，以获得更宽的动态测量范围。

近红外波段（NIR）的特殊考量

与UV-Vis波段侧重电子跃迁不同，NIR波段（800-3300nm）主要探测含氢基团（C-H, O-H, N-H）的倍频与合频振动。在测试含水样品时，1450nm和1940nm附近会出现强烈的垂直水峰，往往会掩盖其他弱组分信号。因此，在NIR波段进行定量建模时，通常需要结合化学计量学（Chemometrics）软件进行多元线性回归或偏小二乘法（PLS）分析。

结语

紫外可见近红外分光光度计的测试不仅仅是“放置样品并点击扫描”。从光学路径的选择到检测器切换点的优化，每一个参数的微调都关系到数据的科学性。在半导体光学薄膜、新型能源材料以及精细化工领域，深入理解光与物质相互作用的物理本质，才是发挥此类大型分析仪器大价值的前提。