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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和精密儀器制造的進步， 分光光度計的性能也在不斷優(yōu)化與完善。 分光光度計是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的儀器， 其測量范圍包括波長在 200~380 nm 的紫外光區(qū)以及波長在 380~780 nm 的可見光區(qū)。 可見分光光度計具有靈敏度高、 適用范圍廣、準確度高、 結(jié)構(gòu)緊湊、 價格低、 操作簡便、 取樣少以及抗干擾性能*的優(yōu)勢， 因此得到了十分廣泛的應(yīng)用。通過應(yīng)用分光光度計， 可對樣品進行定性分析、 定量分析。 定量分析即測定某溶液中某物質(zhì)的濃度， 定性分析即根據(jù)測定的某物質(zhì)在不同波長的吸收光的峰值對該物質(zhì)進行定性。 不同光源均有自身*的發(fā)射光譜， 所以， 可以應(yīng)用不同發(fā)光體作為分光光度計的光源， 其中， 鎢燈所發(fā)波長范圍在 380~780 nm 的光， 經(jīng)過三棱鏡折射之后， 能夠得到由紅橙黃綠藍靛紫構(gòu)成的連續(xù)光譜， 可以作為可見分光光度計的光源。

1 可見分光光度計的發(fā)展趨勢

可見分光光度計是一種精密的光譜化學(xué)分析設(shè)備，具有精度高、 檢測限低、 價格低等特點， 可進行定量測量、 動力學(xué)測試、 OD 值直接測量、 光譜掃描、 多波長測試以及食品安全檢測、 總磷總氮檢測、 重金屬檢測、DNA-蛋白質(zhì)檢測、 農(nóng)藥殘留檢測等 [1]。 因此， 可見分光光度計在日用化工、 食品制造、 飲料制造等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 由此可見， 可見分光光度計有著良好的應(yīng)用前景， 市場需求較大。

目前， 較為常見的分光光度計主要包括紫光可見分光光度計、 紅外分光光度計、 熒光分光光度計以及原子吸收分光光度計。 從分光光度計的組件方面來看， 機刻光柵正在迅速被全息光柵所取代； 從分光光度計的構(gòu)型方面來看， 微處理機控制的分光光度計逐漸取代手控單光束、 雙光束自動記錄構(gòu)型的分光光度計； 雙波長分光

光度計、 快速掃描分光光度計等新興分光光度計正在迅速發(fā)展。 在當今的信息社會化、 社會信息化時代背景下， 實現(xiàn)可見分光光度計與計算機技術(shù)、 信息技術(shù)、 智能技術(shù)等新興技術(shù)的有機結(jié)合， 提高可見分光光度計的智能化水平、 自動化程度， 確保可見分光光度計能夠保持工作狀態(tài)， 預(yù)防人為操作誤差的出現(xiàn)， 從而可以使可見分光光度計檢測結(jié)果的準確性、 可靠性得到顯著提高。 現(xiàn)階段， 提高可見分光光度計的智能化水平、 自動化程度， 是可見分光光度計的主要發(fā)展方向。

2  可見分光光度計的結(jié)構(gòu)原理

2.1 可見分光光度計的工作原理

對于分光光度計， 其工作原理是， 在光的照射下，溶液中的物質(zhì)產(chǎn)生了對光的選擇性吸收效應(yīng)。 不同的物質(zhì)， 其吸收光譜也有所不同， 所以， 在某單色光通過溶液的時候， 其能量被吸收而減弱， 物質(zhì)的濃度與光能量的減弱程度之間存在一定的比例關(guān)系， 也就是朗伯比爾定律：T=I/I0A=KCLlog （I0/I） =KCL式中：T—透射比；I0—入射光強度；I—透射光強度；A—吸光度；K—吸收系數(shù)；C—溶液濃度；L—溶液光路長度 [2]。由朗伯比爾定律可以看出， 在溶液光路長度 L、 吸收系數(shù) K 以及入射光強度 I0 保持不變的情況下， 溶液濃度 C 和透射光強度 I 成比例。

2.2 可見分光光度計的結(jié)構(gòu)原理

在可見分光光度計的使用過程中， 被測溶液被某單色光透過之后， 光電池接收該單色光， 并將其轉(zhuǎn)換為電信號 PD， 經(jīng)前置放大器放大。 360~800 nm 光譜區(qū)域內(nèi)的基準信號不同， 根據(jù)不同的基準信號， 單片機的微處理器轉(zhuǎn)換器發(fā)出指令， 改變前置放大器的放大倍數(shù)， 至基準信號達到單片機微處理器程序要求為止。 基準信號進入模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號， 傳送給單片機， 然后進行數(shù)據(jù)處理。

3 可見分光光度計的誤差來源

波長準確度是可見分光光度計的主要計量指標， 其指的是指示波長、 實際波長兩者之間的符合程度， 基于此， 波長示值誤差對可見分光光度計的測量度有直接影響。 雖然朗伯比爾定律是可見分光光度計的基本原理與理論依據(jù)， 但只在應(yīng)用單一波長的基礎(chǔ)上， 該定律才成立。 在可見分光光度計的實際應(yīng)用中， 若操作不當或不夠注意， 便會受到雜散光的影響。 雜散光指的是投射在光檢測儀器上不同于設(shè)定波長的光的總和。 雜散光所帶來的誤差與其數(shù)量基本相同 [3]， 即， 若可見分光光度計的雜散光為 1%， 則其導(dǎo)致的誤差也為 1%左右。 產(chǎn)生雜散光的原因一是光學(xué)元件受到水珠、 霉斑或者灰塵的污染； 二是出現(xiàn)了漏光， 使得復(fù)合光混入； 三是光學(xué)元件發(fā)生損壞或者是位置出現(xiàn)改變等。

基線平直度也是可見分光光度計的主要計量指標，其指的是可見分光光度計的全波段， 每一波長點的光度噪聲。 基線平直度、 漂移以及噪聲結(jié)合， 能夠反映可見分光光度計的綜合性能。 其中， 漂移指的是可見分光光度計在 500 nm 處與時間有關(guān)的光度變化量； 噪聲指的是可見分光光度計在 250 nm、 500 nm 處的光度噪聲。基線平直度超差， 有可能導(dǎo)致圖譜掃描變形或是出現(xiàn)偽峰， 給可見分光光度計的測量結(jié)果帶來較大誤差。

4 可見分光光度計的日常維護及保養(yǎng)

（1） 應(yīng)將可見分光光度計設(shè)備安裝在光源室， 并要及時清潔密封窗、 反射鏡、 透鏡等光學(xué)元件， 不可用手觸摸。 應(yīng)避免光電轉(zhuǎn)換元件受潮積塵、 強光照射， 不可長時間暴光 [4]。 定期更換干燥劑， 避免單色器盒的色散元件受潮。 儀器使用完畢或者是暫停使用時， 用防塵套罩住， 并放置防潮硅膠， 避免其受潮發(fā)霉。 對于反射鏡、 透鏡上的灰塵， 應(yīng)使用吹氣球吹除； 而手指印及其他雜質(zhì)， 則需用擦鏡紙擦拭； 污染嚴重時， 則需更換新的反射鏡、 透鏡。

（2） 為了延長可見分光光度計光源的壽命， 在日常使用該儀器的過程中， 應(yīng)盡可能地減少開關(guān)儀器的次數(shù)。 若光源亮度明顯減弱或者不穩(wěn)定， 則需及時更換新的光源。 光源關(guān)閉后， 不可立即重新開啟； 如果兩次測量之間的時間間隔較短， 可以不關(guān)燈。

（3） 分光系統(tǒng)是可見分光光度計中主要的光學(xué)元件， 對其潔凈度、 精度的要求*， 切忌將密封機罩隨意打開； 必須打開時， 則需專業(yè)人員操作， 以避免分光系統(tǒng)受損。

（4） 根據(jù)操作規(guī)范的要求， 正確使用吸收池， 對吸收池的光學(xué)面進行仔細保護。 若是吸收池上遭受有色物質(zhì)的污染， 可使用 3 mol/L 的乙醇和 3 mol/L 的氯化氫混合液進行洗滌。 切忌在電爐或火焰上對吸收池進行烘烤、 加熱。

（5） 若是供電電源的電壓波動較大， 則需給可見分光光度計配備穩(wěn)壓器， 給予其有效的過壓保護； 對長期不用的可見分光光度計， 應(yīng)定期通電 20~30 min， 以確保其正常使用。

（6） 定期根據(jù) JJG 178—2007 等相關(guān)標準中的要求， 檢定、 校準可見分光光度計， 確保其測量結(jié)果的可靠性、 性。

5 結(jié)束語

可見分光光度計是一種集電子技術(shù)、 緊密機械及光學(xué)科技為一體的理化分析儀器， 有著廣闊的發(fā)展空間。可見分光光度計在實際應(yīng)用中， 會受到波長準確度、 基線平直度等方面誤差的影響， 為此， 應(yīng)在日常使用過程中加強對可見分光光度計的維護與保養(yǎng)， 確保可見分光光度計的作用能夠得到充分發(fā)揮。