紫外可見分光光度計檢定中的誤差控制及注意事項

紫外可見分光光度計檢定中的誤差控制及注意事項紫外可見分光光度計的工作原理是通過對被測物質(zhì)在不同波長范圍內(nèi)光的吸收度的不同反應(yīng)，進(jìn)而對物質(zhì)進(jìn)行分析的一種儀器。特征吸收峰的吸光度符合朗伯-比爾定律，可利用特征吸收峰何朗伯-比爾定律對物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。紫外可見分光光度計使用簡單、靈敏度高，被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域。紫外可見分光光度計是由單色器、檢測器、吸收池和信號處理器等組成，多以氘燈和鎢燈作為光源系統(tǒng)，經(jīng)過光棱鏡或光柵濾光的反應(yīng)，然后通過樣品吸收池吸收，并最終對物質(zhì)進(jìn)行檢測。2.紫外可見分光光度計常用誤差來源及注意事項。根據(jù)JJG178-2007《紫外、可見、近紅外分光光度計》的規(guī)定，紫外可見分光光度計的檢測結(jié)果有波長最大允許誤差、波長重復(fù)性、噪聲與漂移、最小光譜帶寬、透射比最大允許誤差、透射比重復(fù)性、基線平直度、電源電壓適應(yīng)性、雜散光和吸收池配套等十項，在這十項規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中，波長最大允許誤差、透射比最大允許誤差、雜散光是最重要的三項指標(biāo)。2.1波長最大允許誤差檢定。波長最大允許誤差檢定是指對標(biāo)準(zhǔn)濾光片、標(biāo)準(zhǔn)樣品的掃描過程中，儀器所測出的光譜峰波長值和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值的差異程度。由于儀器的不同，波長最大允許誤差也有所差異，但通常情況下都在0.2~1nm之間。在JJG178-2007《紫外、可見、近紅外分光光度計》檢定規(guī)程中共有九種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可供選擇。在波長準(zhǔn)確度檢測中其中氧化狄濾光片，鐠銣濾光片、干涉濾光片等由于使用方便、便于保存，是使用最廣泛的檢測紫外線可見光分光光度計波長示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。鐠銣濾光片波長不超過400時不會出現(xiàn)吸收峰，并且也沒有尖銳的吸收峰。狄濾光片的波長吸收峰值點較為完整。從檢定的實際情況分析波長檢定誤差，可以用檢定波長準(zhǔn)確度進(jìn)行衡量。其中氘燈在波長486.0nm和646.1nm兩條譜線，既具備很好的分離性，強度也足夠大，用來進(jìn)行波長準(zhǔn)確度的檢定最為適宜。根據(jù)經(jīng)驗來看，想將誤差控制在允許范圍內(nèi)，在不同的波段需要使用不同的濾光片來控制標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)波長。在200~700nm之間最宜適宜用的是狄濾光片，而在700~900nm，則更適合使用鐠銣濾光片。2.2透射比引發(fā)的誤差及檢定注意事項。因為透射比是檢定在特定波長235nm，257nm，313nm，350nm，440nm，546nm，635nm處進(jìn)行檢定的，如果波長的誤差超出規(guī)定范圍必定造成透射比的測量不準(zhǔn)。首先對波長進(jìn)行檢定，檢定合格后方能進(jìn)行透射比檢定。透射比視值誤差能夠?qū)x器測光的準(zhǔn)確度反映出來，常用的標(biāo)準(zhǔn)器主要有中性濾光片、金屬鍍膜濾光片以及標(biāo)準(zhǔn)溶液等。但在實際檢定過程中，中性濾光片與金屬鍍膜濾光片一般使用較多，在檢定可見光段和紫外光段時可以使用金屬鍍膜濾光片，而中性濾光片只能夠?qū)梢姽舛芜M(jìn)行檢定。在檢定過程中部分單光束低端儀器時常發(fā)生透射比誤差超差的情況，比如721型分光光度計，752型分光光度計等，導(dǎo)致出現(xiàn)這種結(jié)果的原因有以下4點。第一，紫外分光光度計存在較大入射光光斑的問題。很多單光速紫外可見分光光度計入射的光斑較大，在檢定中使用濾光片，部分光被濾光片的支架邊緣擋住，導(dǎo)致出現(xiàn)超差的檢定結(jié)果。解決措施將空氣作為參比，調(diào)節(jié)分光光度計透射比達(dá)到100%，將未安裝濾光片的空白支架插入到比色皿中。第二，在檢定過程中使用濾光片，由于光的反射所帶來的誤差。在利用金屬鍍膜濾光片對儀器透射比誤差控制進(jìn)行檢定過程中，一般會出現(xiàn)這種情況。最佳的濾光片要對儀器透射比誤差檢定時，能夠?qū)⑷肷涔鈴姸染鶆虻慕档?，確保入射光不會發(fā)生反射。然而現(xiàn)階段常用的金屬鍍膜濾光片表面會造成入射光發(fā)生反射，導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，尤其是在使用透視透鏡式光路的低端紫外可見分光光度計檢定中較為明顯。同時金屬鍍膜的計量性能穩(wěn)定性較差，因為金屬鍍膜濾光片表面有一層鍍膜，所以鍍膜表面被污染后，在清理過程中極易破壞鍍膜，并讓濾光片的數(shù)值發(fā)生變化。解決措施：在檢定紫外光段透射比誤差時使用中性濾光片，如果只有紫外光段透射比誤差存在不合格時，利用標(biāo)準(zhǔn)溶液對其復(fù)測，紫外光段透射比誤差最終檢定結(jié)果要以標(biāo)準(zhǔn)溶液的檢定結(jié)果為準(zhǔn)。第三，由于濾光片所選擇的入射面差異，導(dǎo)致檢定結(jié)果出現(xiàn)誤差。因為受制于濾光片制作水平，難以讓濾光片保持均勻厚度，并且也無法確保將濾光變插入比色皿架后，所有入射光都可以垂直照射在濾光片中，從而導(dǎo)致在同一個濾光片中，由于入射面選擇不一致，所測的透射比示值也是存在差異的，導(dǎo)致出現(xiàn)測量誤差，影響最終的判斷結(jié)果。解決措施為：在對濾光片進(jìn)行定值時，從定值的實際狀況出發(fā)，將入射面和入射光方向準(zhǔn)確標(biāo)在濾光片上，再對儀器進(jìn)行檢定時，能夠按照濾光片上標(biāo)注，合理選擇濾光片入射面。通過這種方法能夠有效降低，由于選擇的濾光片入射面不一樣所帶來的測量誤差。第四，儀器使用時間太長易發(fā)生光密閉不嚴(yán)的現(xiàn)象，此時用手按壓關(guān)門可以發(fā)現(xiàn)透射比值會發(fā)生較大的變化，對光門組件維修后問題可以得到解決。2.3雜散光引發(fā)的誤差儀器檢測靈敏度與可靠性一般取決于紫外可見分光光度計的雜散光指標(biāo)，如果散散光較大，不僅能直接將小吸收峰淹沒，導(dǎo)致光譜圖線條出現(xiàn)不光滑、不連續(xù)的情況，同時儀器的測光準(zhǔn)確度也會因此受到影響。雜散光主要是指所有到達(dá)接收器的光中，除了規(guī)定波長之外的其他波長的光，一般有三種出現(xiàn)形式。第一，測量波長和雜散光波長相同會直接射到檢測器上，而沒有經(jīng)過樣品。造成這種情況的主要原因是樣品與其他光學(xué)機械零件的散射和反射。第二，雜散光是測定波長之外的偏離正常光路到達(dá)檢測儀器的光線，這是因光學(xué)系統(tǒng)本身缺陷導(dǎo)致的，比如灰塵散射、光學(xué)系統(tǒng)像差、光學(xué)表面差痕、多余反射面、以及光速孔徑不匹配等。在檢定雜散光時，一般使用標(biāo)準(zhǔn)濾光片法與標(biāo)準(zhǔn)溶液法，其中標(biāo)準(zhǔn)濾光片法在實際檢定中運用較多。在光譜透光率的檢測測器靈敏度較低，光強強度較弱時，會加大雜散光比例，因此首先應(yīng)該對紫外分光光度計中200~220nm區(qū)域內(nèi)的雜散光進(jìn)行檢定。第三，雜散光來源于光源室的污染，這大都是由于光源是散熱所引起的污染。因此要在維護(hù)時利用吹風(fēng)機或酒精燈對儀器內(nèi)部進(jìn)行清理，尤其是反光鏡等鏡面部分，要小心清理，以免出現(xiàn)刮痕。如果懷疑光源燈與聚光鏡的位置不準(zhǔn)引起了雜散光，可以先將單色光調(diào)為580nm，查看所獲得的光斑，如果光斑中央出現(xiàn)雜色，就說明光源燈的位置需要調(diào)整。此時需要微調(diào)燈室位置直至白紙上的光斑均勻純凈，再將燈室位置固定。準(zhǔn)直鏡位置發(fā)生變化?，F(xiàn)象為雜散光超差，而580納米波長處的光斑無光暈和雜色。此時需要調(diào)節(jié)準(zhǔn)直徑的調(diào)節(jié)螺母，每調(diào)節(jié)一次就檢定一次直至檢定合格。2.4檢測環(huán)境引發(fā)的誤差紫外可見分光光度計在對物質(zhì)進(jìn)行檢測時，其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性可能會受到檢測環(huán)境的影響，如果不對檢測環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲赡軙鹫`差，從而不利于檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。比如，如果不對紫外可見分光光度計進(jìn)行密封處理，或者使用了密封性不是很好的檢測儀器，會使得光源系統(tǒng)直接受到強光的照射，這種情況下會減少雜散光，從而不利于檢測結(jié)果，容易產(chǎn)生誤差。如果檢測環(huán)境中灰塵較大，濾光片沾染灰