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紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)
分光光度計(jì)概述
1、基本工作原理
1）吸收的本質(zhì)：分光光度法是利用物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的選擇吸收特性而建立起
來(lái)的分析方法。通常利用棱鏡或光柵分光來(lái)取得單色光，使單色光連續(xù)地依次通
過(guò)溶液，并測(cè)得該溶液對(duì)每一波長(zhǎng)的吸收，得到吸收光譜曲線。
吸收光譜來(lái)源于物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收，這是物質(zhì)的宏觀現(xiàn)象，而吸收的本質(zhì)
是分子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)和光相互作用的結(jié)果。當(dāng)物質(zhì)的分子吸收一定能量或波長(zhǎng)的光譜
后，透過(guò)的光譜中有些波長(zhǎng)被吸收就形成了吸收光譜。吸收的能量愈小，則相應(yīng)
的光的波長(zhǎng)，吸收峰出現(xiàn)在較長(zhǎng)波段。當(dāng)吸收在紅外區(qū)時(shí)形成紅外吸收光譜，如
果吸收能量愈大，則相應(yīng)的波長(zhǎng)愈短，吸收峰出現(xiàn)在較短波段，當(dāng)吸收在紫外區(qū)
產(chǎn)生紫外吸收光譜。
2）吸收定律—朗伯比耳定律：當(dāng)一束平行單色光通過(guò)均勻的溶液時(shí)，其吸光度
與溶液的濃度和厚度的乘積成正比。
其數(shù)字表達(dá)式：A=KCL=LogI0/I=-LogT
吸收定律數(shù)字表達(dá)式成立的前提：①，入射光為單色光，②，吸收過(guò)程中各
物質(zhì)無(wú)相互作用，各物質(zhì)吸光度具有加和性，③，光與物質(zhì)的作用于吸收過(guò)
程，沒(méi)有熒光散射和光化學(xué)現(xiàn)象，④，吸收物是一種均勻分布的連續(xù)體系，
3）影響分光光度法的原因：
a，輻射與物質(zhì)的非吸收作用引起的誤差，
b，熒光與光化學(xué)反應(yīng)的影響，一般說(shuō)來(lái)，熒光對(duì)分光光度測(cè)量產(chǎn)生的誤差
可以忽略，多數(shù)情況下顯色體系的熒光效率很小，而且熒光發(fā)射是各向同性，只
有一小部分沿著透射光方向進(jìn)入檢測(cè)器，使測(cè)量吸光度偏低，產(chǎn)生負(fù)偏離。熒光
對(duì)吸收測(cè)量的影響極大程度上決定于儀器的吸收池和檢測(cè)器光學(xué)設(shè)計(jì)，
c，反射和散射，吸收定律只適用于均勻介質(zhì)的吸收體系，渾濁溶液因散射
使實(shí)測(cè)吸光度增加，導(dǎo)致偏離比耳定律，
d，儀器的非理想性引起的誤差，
e，復(fù)色光對(duì)比耳定律的偏離，大多數(shù)光度計(jì)只能獲得接近于單色光的狹窄
的光通帶，實(shí)際上仍是有復(fù)色光性質(zhì)，可導(dǎo)致偏離比耳定律。偏離的大小取決于
二單色光的摩爾吸光系數(shù)差△ε，|△ε|很小時(shí)，可近似認(rèn)為是單色光，在低濃
度時(shí)，工作曲線仍為直線，但濃度較大時(shí)，隨濃度增大，A-C曲線彎曲愈嚴(yán)重，
故比耳定律只適用于稀溶液，
f 雜散光，雜散光是指進(jìn)入檢測(cè)器的處于待測(cè)波長(zhǎng)光譜帶寬范圍外的不需要
的其它波長(zhǎng)組分。其主要來(lái)源于分光光度計(jì)色散元件棱鏡或光柵、反射鏡、透鏡
表面的散射，單色器內(nèi)壁灰塵及其它元件傷痕的反射和漫射等，雜散光可引起嚴(yán)
重的測(cè)量誤差。在儀器能量處于小的波長(zhǎng)處，雜散光通常處于大值（如氘燈
220nm,鎢燈 340nm），
g，狹縫寬度，狹縫寬度不僅影響光譜的純度，也影響吸光度值。在定量分
析時(shí)，為了得到足夠的測(cè)量信號(hào)，應(yīng)采用較大的狹縫，在定性分析時(shí)則采用較小
的狹縫，當(dāng)出射狹縫和入射狹縫的寬度相等時(shí)，狹縫寬度引起的誤差小
h，波長(zhǎng)標(biāo)度尺的誤差，波長(zhǎng)標(biāo)度尺即儀器的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度，如誤差較大或未
作校正，將光譜測(cè)量產(chǎn)生誤差，即影響吸光度測(cè)量的準(zhǔn)確度（在吸收光譜的尖峰
處更為顯著），
i，不平行入射光的影響，比耳定律的前提條件之一是采用平行入射光束，
以保證全部光束通過(guò)同一厚度的吸收介質(zhì)，當(dāng)入射光束偏離平行性較大時(shí)，就明
顯導(dǎo)致偏離比耳定律。如果儀器中光束中等強(qiáng)度偏離平行性，引起的吸光度測(cè)量
誤差一般在 0.5%以內(nèi)；
j，光度標(biāo)尺的誤差，光度標(biāo)尺即透射比準(zhǔn)確度，其誤差大小直接影響光度
測(cè)量的準(zhǔn)確度。
2、性能指標(biāo)釋義
1）光學(xué)系統(tǒng)：通常是指光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，目前，國(guó)內(nèi)光度計(jì)行業(yè)常采
用的機(jī)構(gòu)為自準(zhǔn)式和 CT式兩種結(jié)構(gòu)；
2）波長(zhǎng)范圍：指光度計(jì)所能進(jìn)行測(cè)試的波長(zhǎng)大值和小值之差；
3）波長(zhǎng)準(zhǔn)確度 儀器顯示波長(zhǎng)與真實(shí)波長(zhǎng)的接近程度，即儀器設(shè)定波長(zhǎng)與實(shí)際波
長(zhǎng)的差值。每臺(tái)光度計(jì)都要在很多個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)檢查波長(zhǎng)準(zhǔn)確度；波長(zhǎng)準(zhǔn)確度是分光
光度計(jì)的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，它對(duì)定性、定量及結(jié)構(gòu)分析結(jié)果影響極大。
4）波長(zhǎng)重復(fù)性：波長(zhǎng)重復(fù)性是儀器返回原波長(zhǎng)的能力。它體現(xiàn)了波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械
和整個(gè)儀器的穩(wěn)定性；
5）光譜帶寬（靈敏度，分辨力）：指一個(gè)尖峰光譜帶通過(guò)單色器出狹縫時(shí)，在檢
測(cè)器上所檢測(cè)到的能量半寬度，用波長(zhǎng)單位 nm 表示，從另一個(gè)角度理解這一概
念會(huì)更通俗易懂：首先，單色器出狹縫不僅僅代表著狹縫的物理尺寸或幾何尺寸，
他還代表著光學(xué)意義，這就是光譜帶寬，我們知道，來(lái)自單色器的光線不全是單
一波長(zhǎng)的光，而是一個(gè)狹窄的按波長(zhǎng)大小順序排列的光譜帶，這一光譜帶包含波
長(zhǎng)的多少，用光譜帶寬來(lái)表示。光譜帶寬直接反應(yīng)的是從單色器出來(lái)的光的單色
性的好壞程度。該指標(biāo)與儀器的分辨力和靈敏度很相似，但又有所不同，他們從
不同的側(cè)面反應(yīng)光度計(jì)性能的好壞。分辨力是指儀器分辨兩相鄰波長(zhǎng)大小的能
力，
靈敏度是指在做低濃度測(cè)量時(shí)，當(dāng)濃度改變一個(gè)單位時(shí)在檢測(cè)器上所引起信號(hào)的
變化量，它受校正曲線（標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度為橫軸，吸光度為縱軸）和儀器本身精密
度的限制。兩種測(cè)量方法精密度相同時(shí)，校正曲線斜率越大越靈敏，而斜率相等
時(shí)，精密度越高靈敏度越好。需要指出的是，為了得到準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，儀器的
光譜帶寬（Spectral Bandwith 簡(jiǎn)稱(chēng) SBW）和分析樣品的自然帶寬（Natural
Bandwidth 簡(jiǎn)稱(chēng) NBW）之比應(yīng)小于 0.1 , 這樣可以得到 99.5% 以上的測(cè)量準(zhǔn)確
度。
6）雜散光：雜散光是非選擇波長(zhǎng)的光照射到檢測(cè)器上產(chǎn)生的信號(hào)。它是光度計(jì)
分析誤差的一個(gè)重要來(lái)源，雜散光大會(huì)限制高濃度溶液分析的準(zhǔn)確性。雜散光用
T%表示；
7）光度范圍：指光度計(jì)在滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)下的測(cè)試范圍，用 A或 T表示；
8）光度準(zhǔn)確度：指多次測(cè)定的平均值與真實(shí)值符合的程度；檢查光度準(zhǔn)確度，
通常是利用經(jīng)過(guò)仔細(xì)反復(fù)測(cè)量的中性濾光片作為標(biāo)準(zhǔn)光度片來(lái)檢測(cè)的。中性濾光
片是一種對(duì)一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光具有幾乎相同的透射比（或吸光度）的濾光片，
利用它對(duì)波長(zhǎng)變化及帶寬變化不敏感的特性，來(lái)檢查儀器的光度準(zhǔn)確度和重復(fù)
性。
9）光度重復(fù)性：指在相同的條件下進(jìn)行多次平行測(cè)定，各平行測(cè)定結(jié)果之間的
符合程度；
10）噪聲：指儀器檢測(cè)到的非有用信號(hào)的總和，它是相對(duì)信號(hào)而言的。通常，分
光光度計(jì)中的噪聲有兩個(gè)來(lái)源，一是來(lái)自于光源，二是來(lái)自于儀器內(nèi)部固有的電
子噪聲，比如：電源，放大器，AD 轉(zhuǎn)換器等。要減少噪聲，提高信噪比，必須
有一個(gè)良好的電氣設(shè)計(jì)。噪聲影響低濃度測(cè)試下的測(cè)量重復(fù)性，也影響測(cè)試準(zhǔn)確
度。噪聲可通過(guò)多次測(cè)量后取平均值部分消除；
11）飄移：指儀器隨時(shí)間推移偏離起始值的程度。它取決于光源的穩(wěn)定性，電氣
器件的穩(wěn)定性等。對(duì)單光束儀器而言，開(kāi)機(jī)預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)漂移有很大影響。
12）基線平直度：指全波長(zhǎng)范圍內(nèi)儀器噪聲的分布。
3、用途
可供物理學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、藥物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科進(jìn)行科學(xué)研究，
是廣泛應(yīng)用于化工、藥品、生化、冶金、輕工、材料、環(huán)保、醫(yī)學(xué)化驗(yàn)等行業(yè)及
分析行業(yè)中重要的質(zhì)量控制儀器之一，是常規(guī)實(shí)驗(yàn)室的*儀器。
4、使用條件
儀器安裝應(yīng)遠(yuǎn)離高溫高濕環(huán)境，儀器應(yīng)在 16-35℃、45-80%的濕度條件下使
用。請(qǐng)盡量遠(yuǎn)離發(fā)出磁場(chǎng)、電場(chǎng)、高頻波的電器裝置請(qǐng)不要將儀器安裝在空氣中
鹽酸氣體、硫化氫氣體、亞硫酸氣等，腐蝕性氣體嚴(yán)重超標(biāo)的場(chǎng)所。放置
儀器的工作臺(tái)應(yīng)平穩(wěn)，不能有振動(dòng)；儀器的風(fēng)扇附近應(yīng)留足夠的空間，使其排風(fēng)
順暢。儀器單獨(dú)使用一個(gè)電源插座，電源應(yīng)確保良好接地。否則可能導(dǎo)致儀
器工作不正常。如果當(dāng)?shù)仉妷翰环€(wěn)，請(qǐng)為儀器配備穩(wěn)壓電源。儀器應(yīng)避免陽(yáng)光直
射。避免灰塵多的環(huán)境。