UV-1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)光度室系統(tǒng)

關(guān)鍵詞：樣品室；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；美析儀器;UV-1100;UV-1800

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)有一個(gè)根據(jù)儀器測(cè)試方法需要而設(shè)計(jì)的光度室( 又叫樣品室) 系統(tǒng)。光度室系統(tǒng)是使用者直接操作的地方。從單色器出來(lái)的單色光, 一般是通過(guò)一個(gè)小的透鏡射到比色皿上。比色皿中的試樣對(duì)單色光吸收一部分, 透過(guò)一部分。其透過(guò)部分射到光電接收器上由光電接收器變成電信號(hào),送到電子學(xué)系統(tǒng)去放大、處理。

    光度室系統(tǒng)一般由光度室蓋、聚光透鏡、比色皿、比色皿架、石英窗片等組成。下面簡(jiǎn)單介紹一下對(duì)光度室各部分的要求。

一、樣品室蓋

    光度室系統(tǒng)要求嚴(yán)防漏光。有的儀器在光度室蓋門的地方不密封, 房間的光可漏入光度室系統(tǒng), 使測(cè)試結(jié)果因雜散光增大而導(dǎo)致誤差增大。因此, 光度室蓋門的密封性很重要。尤其是使用者要經(jīng)常檢查光度室的密封性, 一定要嚴(yán)格做到光度室系統(tǒng)不漏光, 以減少雜散光, 保證分析測(cè)試結(jié)果的可靠性。

二、聚光透鏡

    聚光透鏡將從單色器射出的發(fā)散光變成平行光, 再射到比色皿上。要求出射狹縫處在聚光透鏡的焦點(diǎn)上。聚光透鏡要求消色差。但有些普及型的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)儀器也有不用聚光透鏡的。但有些儀器要求不高, 為加強(qiáng)聚光能力, 聚光透鏡只是把從單色器射出的發(fā)散光直接聚在比色皿中央。

三、比色皿

    比色皿( 又稱吸收池或樣品池) 是光度室的關(guān)鍵部件, 很多使用者往往不夠重視。在分析測(cè)試時(shí), 一般是同時(shí)利用兩個(gè)分別盛有參比溶液和被測(cè)樣品溶液的比色皿, 對(duì)他們進(jìn)行分別測(cè)試( 單光束或準(zhǔn)雙光束儀器如此, 而雙光束儀器同時(shí)測(cè)試) , 比較測(cè)試的吸光度(或透射比, 一般都是比較吸光度)。因此,為了建立準(zhǔn)確比較的基礎(chǔ), 對(duì)使用的比色皿的大小、形狀, 比色皿的兩塊透光面的平行度、光路長(zhǎng)度、光譜特性等都應(yīng)該匹配( 配對(duì))。即使是同一批生產(chǎn)的同一規(guī)格的比色皿, 其光路長(zhǎng)度也不可能*相等, 透光面的透光特性、幾何尺寸、透光面的平行度等都有可能有差異, 因此需要挑選配對(duì)使用。

    比色皿幾何尺寸的誤差, 會(huì)給測(cè)試工作的結(jié)果帶來(lái)很大的誤差。這個(gè)由比色皿引起的分析誤差可以根據(jù)比耳定律計(jì)算出來(lái)。比耳定律A =εbC, 設(shè)比色皿的光程( 內(nèi)部幾何長(zhǎng)度) b 的誤差為Δb, 則

Cx ———被測(cè)樣品的未知濃度;

C樣———標(biāo)準(zhǔn)樣品的已知濃度;

Ax ———被測(cè)樣品的吸光度測(cè)量值;

A樣———標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸光度測(cè)量值。

特別是比色皿的配套誤差, 更應(yīng)引起使用者們的高度重視

此時(shí), 相對(duì)測(cè)量法比較依據(jù)的線性關(guān)系很可能因此遭到破壞。因此會(huì)帶來(lái)很大的測(cè)試誤差。

    下面討論石英比色皿(QC) 不配對(duì)給紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)帶來(lái)的分析誤差。

( 一) QC 不配對(duì)對(duì)單光束儀器分析誤差的影響

    我們作過(guò)這樣的研究: 分別在60 只QC 中裝滿蒸餾水, 在美析公司的UV-1100 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)上測(cè)試, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)透過(guò)率都在80% 左右, 透過(guò)率稍大于80% 者有36 只, 稍小于80% 者有24 只。因此, 作者以透過(guò)率80%為基準(zhǔn), 依據(jù)作者過(guò)去的研究結(jié)果, 對(duì)用于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的QC 作了進(jìn)一步的分析。發(fā)現(xiàn)若單光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)使用的QC 配對(duì)誤差為0. 5% T, 則QC 給使用者帶來(lái)的分析測(cè)試相對(duì)誤差ΔA/ A 為3%。這時(shí), 即使使用的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度準(zhǔn)確度很高, 此QC 也不能在藥檢工作中使用。因?yàn)樗幍湟笏帣z中使用的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度準(zhǔn)確度, 一般相對(duì)誤差ΔA/ A 在1%以內(nèi)。同時(shí), 此QC 也不能在要求高的科研工作中使用, 因?yàn)檎`差太大。若QC 的配對(duì)誤差為0. 2%T , 則如果儀器的雜散光、噪聲都很小的話, 可勉強(qiáng)用在藥檢中。此時(shí), QC 給使用者帶來(lái)的分析誤差(ΔA/ A)為1%。若QC 的配對(duì)誤差為0. 1% T , 則給使用者帶來(lái)的分析誤差(ΔA/ A)為0. 5%。此時(shí), 若紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的性能很好, 則此QC 可以滿足各種高精度的分析工作的要求。這也就是日、美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)QC 的配對(duì)誤差要求達(dá)到0. 1%T 的原因。

( 二) QC 不配對(duì)對(duì)雙光束儀器分析誤差的影響

    研究表明, 同一對(duì)QC, 在空池( 空氣) 和裝滿蒸餾水時(shí), 在200nm 處的配對(duì)誤差是不一樣的。QC1-1 和QC1-2 為一對(duì), 二者空池時(shí)的配對(duì)誤差為0. 01% T, 但二者裝滿蒸餾水后, 配對(duì)誤差為0. 55%T ; QC2-1 和QC2-2 為一對(duì), 二者空池時(shí)配對(duì)誤差為0. 96% T, 但二者裝滿蒸餾水后, 配對(duì)誤差為1. 70% T; QC3 -1 和QC3 -2 為一對(duì), 二者空池時(shí)的配對(duì)誤差為0. 11% T, 但二者裝滿蒸餾水后, 配對(duì)誤差為1. 15% T。由此可見(jiàn): 檢驗(yàn)QC 的配對(duì)誤差時(shí), QC 中應(yīng)裝滿蒸餾水(或溶劑) ; 因?yàn)镼C 為空氣時(shí)的配對(duì)誤差比裝滿蒸餾水(或溶劑) 時(shí)的配對(duì)誤差小。前者只能反映QC 透光面的光學(xué)特性帶來(lái)的誤差, 不能反映光程(加工的幾何尺寸) 帶來(lái)的誤差。因此, 所測(cè)得的配對(duì)誤差偏小。

    雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)也要求QC 配對(duì), 因?yàn)榧词筈C 為空氣時(shí), 只要有一個(gè)很小的配對(duì)誤差, 裝上溶液后配對(duì)誤差會(huì)很大, 致使儀器的自動(dòng)調(diào)零調(diào)不回來(lái), 會(huì)給分析測(cè)試結(jié)果帶來(lái)很大的誤差。

    曾有質(zhì)檢部門在檢測(cè)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)時(shí), 發(fā)現(xiàn)有五臺(tái)雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度準(zhǔn)確度用標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)時(shí)不合格。但是, 用標(biāo)準(zhǔn)片檢測(cè)、儀器都是合格的。后從QC 上找問(wèn)題, 他們認(rèn)真配對(duì)QC, 挑選了配對(duì)誤差為0. 2% T 的一對(duì)QC 來(lái)重新檢測(cè), 結(jié)果這五臺(tái)雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)全部合格。這說(shuō)明QC 的配對(duì)誤差對(duì)雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此, 不管是單光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì), 還是雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì), 都對(duì)QC 的配對(duì)誤差有嚴(yán)格的要求。只不過(guò)是單光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)比雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)要求更高。

    比色皿的配對(duì)、保存方法、使用方法都直接關(guān)系到分析測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性。油膩、指紋、灰塵、透射面上的任何沉積物都會(huì)嚴(yán)重影響比色皿的透光特性。因此, 比色皿在使用前后對(duì)它進(jìn)行*清洗是*的。在使用和清洗過(guò)程中, 不能用硬質(zhì)纖維和手指擦、摸透光面, 只能拿其不透光的兩個(gè)毛玻璃面。需要干燥的比色皿不能在爐子或火焰上加熱烘烤, 否則會(huì)引起比色皿的損壞或透光性能變壞。尤其是對(duì)配對(duì)使用的比色皿的影響更大。特別是比色皿被粘附力很強(qiáng)的試樣污染( 如木質(zhì)素、某些濃果汁等) 后很難清洗干凈, 即使是浸在“ 王水” 中也很難洗凈。一旦比色皿被黏附力很強(qiáng)的試樣嚴(yán)重沾污時(shí), 儀器會(huì)出怪峰。這時(shí), 可用超聲波清洗。一般常用20W 的清洗玻璃儀器的超聲波清洗30min , 就能解決問(wèn)題。但不能用大功率超聲波來(lái)清洗比色皿, 否則會(huì)損壞比色皿。特別是對(duì)那些用黏結(jié)方法制作的比色皿更要注意。

    使用比色皿時(shí), 還應(yīng)特別注意通光方向。由于比色皿的兩個(gè)通光面的材料不均勻, 兩個(gè)通光面的沾污情況不均勻, 所以不同的通光方向可能會(huì)引起光譜特性的變化, 從而影響分析測(cè)試時(shí)吸光度值的變化, 帶來(lái)分析誤差。一般比色皿的毛玻璃面上都刻有箭頭, 或在透光面上蝕刻有標(biāo)記, 以供使用者辨認(rèn)通光方向。

分析測(cè)試時(shí), 注入比色皿的溶液不要太滿, 一般到比色皿高度的2/ 3 即可。如果萬(wàn)一溶液或溶劑溢出, 則必須把比色皿透光面上的溶液或溶劑揩干擦凈, 否則會(huì)導(dǎo)入誤差。

四、比色皿架

    比色皿架很重要, 它也是光度室的關(guān)鍵部件。一般常規(guī)分析的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì), 通常只有可放兩只比色皿的固定池架。但比色皿架有多種, 在環(huán)保、生化等領(lǐng)域使用的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì), 就有許多不同規(guī)格的比色皿架,如單聯(lián)池、八聯(lián)池等。比色皿架一定要求靈活、定位準(zhǔn)確, 因此, 它的機(jī)械加工很重要。有的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的比色皿架往往容易卡死或不能處在正確的位置上, 結(jié)果嚴(yán)重影響測(cè)量的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。

    比色皿架的各個(gè)透光孔的尺寸、形狀應(yīng)均勻一致, 透光孔前后兩個(gè)面都應(yīng)平行, 并垂直于光軸。各個(gè)透光孔進(jìn)入光路后, 其正中心都應(yīng)與單色器出射、入射狹縫的中心、光電接收器的中心同時(shí)處在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸上。一般來(lái)講, 各個(gè)透光孔的尺寸要求小于單色器的出射狹縫高度和光電接收器前的光欄孔的尺寸, 以防比色皿架的定位不準(zhǔn)或位槽間隙過(guò)大時(shí), 單色器的出射狹縫和光電接收器前的光欄孔的邊緣擋光。

    對(duì)一般手動(dòng)儀器在檢查比色皿架各透光孔透光的一致性時(shí), 可僅拉動(dòng)比色皿架( 架中不放比色皿) , 讓比色皿架的某個(gè)透光孔先進(jìn)入光路, 讀取其透光度的值。一般要求該透光孔的透光度為90%以上, 然后將各個(gè)透光孔依次進(jìn)入光路, 測(cè)量其透光度值, 再進(jìn)行比較。對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)透光度100% 的單光束儀器, 可先測(cè)得*比色皿架透光孔的透光度, 然后參照上述方法, 測(cè)量各透光孔的透光度值, 再進(jìn)行比較, 得出比色皿架各透光孔的透光一致性。對(duì)于雙光束儀器, 如果在使用時(shí)各個(gè)透光孔未進(jìn)行雙光束補(bǔ)償, 則必須對(duì)各孔的透光度一致性進(jìn)行檢查。當(dāng)各透光孔的透光度一致時(shí), 則只需對(duì)一孔的透光度進(jìn)行補(bǔ)償。如果發(fā)現(xiàn)比色皿架各透光孔的透光性不一致時(shí), 首先檢查比色皿架對(duì)活動(dòng)座架的位置、彈簧軸輪的運(yùn)動(dòng)情況、注意透光孔邊緣有無(wú)纖維、薄塵等因素影響。在不得已的情況下, 對(duì)透光孔進(jìn)行加工, 以達(dá)到各孔透光的一致性。