手機(jī)版
在使用“上了年紀(jì)”的紫外分光光度計(jì)時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)碰到一些讓人頭大的問(wèn)題。不是光源不亮，就是不能歸零……
這對(duì)頭發(fā)本就不“富裕”的科研人來(lái)說(shuō)，更是雪上加霜！為了從根源上減少它故障的頻率，今天我們就全面地了解下紫外分光光度計(jì)！（文后附常見(jiàn)問(wèn)題與解決措施）
紫外分光光度計(jì)
紫外分光光度計(jì)是廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域的儀器之一。紫外分光光度計(jì)儀器分析法是利用物質(zhì)分子吸收紫外可見(jiàn)光譜區(qū)輻射的一種儀器分析方法。其基本原理依據(jù)朗伯·比爾定律——光被透明介質(zhì)吸收的比例與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，光的吸收與吸收層厚度、溶液濃度、光吸收率成正比，可用下式表示：
A=k×b×c
（A為吸光度；k為摩爾吸光系數(shù)；b為光程，即盛放溶液的液槽的透光厚度；c為溶液濃度。）
儀器結(jié)構(gòu)
紫外分光光度計(jì)由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)顯示系統(tǒng)五大部分組成。
光源：是提供符合要求的入射光的裝置，有熱輻射光源和氣體放電光源兩類(lèi)。熱輻射光源用于可見(jiàn)光區(qū)，一般為鎢燈和鹵鎢燈，波長(zhǎng)范圍是350nm～1000nm；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，一般為氫燈和氘燈，連續(xù)波長(zhǎng)范圍是180nm～360nm。
單色器：功能是將光源產(chǎn)生的復(fù)合光分解為單色光和分出所需的單色光束，它是分光光度計(jì)的心臟部分。
吸收池：又稱(chēng)比色皿，供盛放試液進(jìn)行吸光度測(cè)量之用，其底及兩側(cè)為毛玻璃，另兩面為光學(xué)透光面，為減少光的反射損失，吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向。根據(jù)材質(zhì)可分為玻璃池和石英池兩種，前者用于可見(jiàn)光光區(qū)測(cè)定，后者用于紫外光區(qū)。
檢測(cè)器：是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置，測(cè)量吸光度時(shí)，并非直接測(cè)量透過(guò)吸收池的光強(qiáng)度，而是將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，這種光電轉(zhuǎn)換器件稱(chēng)為檢測(cè)器。
信號(hào)顯示系統(tǒng)：是將檢測(cè)器輸出的信號(hào)放大，并顯示出來(lái)的裝置。
優(yōu)勢(shì)
可重復(fù)使用樣品；
可以快速進(jìn)行測(cè)量；
儀器使用操作簡(jiǎn)單；
數(shù)據(jù)分析操作簡(jiǎn)單；
產(chǎn)品成本、操作成本低。
局限性
雜散光。波長(zhǎng)選擇器并不完美，來(lái)自寬波長(zhǎng)范圍的少量光仍可能從光源傳輸，這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的測(cè)量錯(cuò)誤。
光散射。這通常是由液體樣品中的懸浮固體引起的，這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的測(cè)量誤差。比色皿或樣品中存在的氣泡會(huì)散射光，導(dǎo)致無(wú)法重現(xiàn)結(jié)果。
來(lái)自多個(gè)吸收物種的干擾。為了進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩糠治觯瑧?yīng)將每種化學(xué)物質(zhì)從樣品中分離出來(lái)并單獨(dú)檢查。
組件的偏差。任何儀器組件未對(duì)準(zhǔn)定位，尤其是固定樣品的比色皿，都可能產(chǎn)生不可重復(fù)和不準(zhǔn)確的結(jié)果。
操作步驟
STEP 1：開(kāi)機(jī)預(yù)熱
在儀器測(cè)試之前一定要進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的時(shí)間應(yīng)該大于20min。檢查樣品室中是否有遮光物，有則取出。
STEP 2：光源選擇
電源打開(kāi)后，鎢燈會(huì)亮起。若在波長(zhǎng)200nm～290nm之間工作，則光源切換至氘燈；在波長(zhǎng)290nm～360nm之間工作，則要同時(shí)點(diǎn)亮氘燈和鎢燈。
STEP 3：波長(zhǎng)選擇
輸入所需波長(zhǎng)。
STEP 4：設(shè)備校準(zhǔn)
沒(méi)有開(kāi)機(jī)自動(dòng)校準(zhǔn)功能的設(shè)備需按說(shuō)明書(shū)手動(dòng)校準(zhǔn)。
STEP 5：開(kāi)始測(cè)量
按START鍵開(kāi)始測(cè)量，通常使用裝有蒸餾水的吸收池調(diào)零后放入樣品和參比樣進(jìn)行測(cè)試，并記錄測(cè)試結(jié)果。測(cè)定前要經(jīng)過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定合適的樣品濃度，讓反應(yīng)后的待測(cè)溶液的光吸收值位于0.3～0.7之間。否則，待測(cè)數(shù)據(jù)不能正確反映實(shí)際變化。如果不同樣品之間濃度差異較大，則在測(cè)定時(shí)應(yīng)先測(cè)定低濃度樣品（淺色），再定測(cè)高濃度樣品（深色）。
STEP 6：數(shù)據(jù)處理
定量測(cè)試時(shí)通常需要先測(cè)定若干個(gè)已知濃度的待測(cè)物標(biāo)準(zhǔn)樣品，根據(jù)其吸光值與濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
STEP 7：關(guān)機(jī)
測(cè)量完畢后取出吸收池，清洗并晾干后入盒保存。關(guān)閉電源，拔下電源插頭，在樣品室內(nèi)放入干燥劑，蓋上樣品室蓋，罩上防塵罩。
常見(jiàn)問(wèn)題與解決措施
問(wèn)題1：接通電源后，光源不亮
原因：①保險(xiǎn)管燒壞；②光源燈泡損壞。
措施：①更換保險(xiǎn)管；②檢查氘燈和鎢燈是否損壞，若損壞則及時(shí)更換燈泡。
問(wèn)題2：吸光值出現(xiàn)負(fù)數(shù)
原因：沒(méi)做空白對(duì)照，樣品吸光值小于空白參比液。
措施：先做空白對(duì)照。
問(wèn)題3：基線某段噪音很高
原因：濾光片受潮發(fā)霉，導(dǎo)致光能量損失嚴(yán)重。
措施：更換濾光片。
問(wèn)題4：吸光值信號(hào)上下擺動(dòng)
原因：開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)因長(zhǎng)期氧化導(dǎo)致接觸不良。
措施：用金屬活化劑清洗按鍵觸點(diǎn)。
問(wèn)題5：數(shù)字顯示不能歸零，同時(shí)圖線記錄基線位置偏高
原因：①信號(hào)處理板可能發(fā)生故障；②光電倍增管等老化，性能降低；③前置放大板出現(xiàn)故障，引起反饋量增大。
措施：①開(kāi)機(jī)通電，先做記錄故障曲線，與原始記錄的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)照，找出異同點(diǎn)，并做定性定能分析。然后用一只同型號(hào)規(guī)格的新光電倍增管替換機(jī)上的光電管，再開(kāi)機(jī)實(shí)驗(yàn)，若結(jié)果記錄出來(lái)的圖線并沒(méi)有什么變化，則證明光電倍增管沒(méi)有老化變質(zhì)。②進(jìn)一步檢查信號(hào)處理板各元器件是否損壞，對(duì)影響靈敏度有關(guān)的電位器進(jìn)行檢測(cè)，看數(shù)據(jù)是否正常。若都正常則說(shuō)明信號(hào)處理板沒(méi)有故障。③對(duì)以上部件檢查都沒(méi)有問(wèn)題，那么故障很可能發(fā)生在前置級(jí)放大板。應(yīng)采用模擬測(cè)試對(duì)前置放大板進(jìn)行測(cè)量，先利用直流穩(wěn)壓電源，把各供電電源加上，使其電路單獨(dú)工作，把信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)加到輸入端，再用示波器接在輸出端測(cè)量輸出信號(hào)。將輸入信號(hào)與輸出信號(hào)對(duì)比，若結(jié)果波形相同，說(shuō)明電路沒(méi)有故障。用相同方法對(duì)另一個(gè)帶驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)關(guān)管進(jìn)行測(cè)量，輸入端加入信號(hào)后，示波器若沒(méi)有測(cè)出輸出端信號(hào)，則判斷開(kāi)關(guān)管是損壞的，應(yīng)換上同一型號(hào)規(guī)格的新開(kāi)關(guān)管。
開(kāi)機(jī)前將樣品室內(nèi)的干燥劑取出，儀器自檢過(guò)程中禁止打開(kāi)樣品室蓋。
比色皿內(nèi)溶液以皿高的2/3～4/5為宜，不可過(guò)滿(mǎn)以防液體溢出腐蝕儀器。測(cè)定時(shí)應(yīng)保持比色皿清潔，池壁上液滴應(yīng)用擦鏡紙擦干，切勿用手捏透光面。測(cè)定紫外波長(zhǎng)時(shí)，需選用石英比色皿。
測(cè)定時(shí)，禁止將試劑或液體物質(zhì)放在儀器的表面上，如有溶液溢出或其它原因?qū)悠凡叟K，要盡可能及時(shí)清理干凈。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將比色皿中的溶液倒盡，然后用蒸餾水或有機(jī)溶劑沖洗比色皿至干凈，倒立晾干。關(guān)掉電源，再將干燥劑放入樣品室內(nèi)，并蓋上防塵罩，做好使用登記。
實(shí)驗(yàn)小百科
紫外分光光度計(jì)的發(fā)展歷史可追溯到幾百年前。1852年，Beer參考了Bouguer在1729年和Lambert在1760年所發(fā)表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液層厚度相等時(shí)，顏色的強(qiáng)度與呈色溶液的濃度成比例，從而奠定了分光光度法的理論基礎(chǔ)，這就是著名的朗伯·比爾定律。1854年，Duboscq和Nessler等人將朗伯·比爾定律應(yīng)用于定量分析化學(xué)領(lǐng)域，并且設(shè)計(jì)了第一臺(tái)比色計(jì)。1918年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局制成了第一臺(tái)紫外分光光度計(jì)。此后，紫外分光光度計(jì)經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，又出現(xiàn)自動(dòng)記錄、自動(dòng)打印、數(shù)字顯示等各種新的功能。這使得分光光度法的靈敏度和準(zhǔn)確度不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。
文章來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
這對(duì)頭發(fā)本就不“富裕”的科研人來(lái)說(shuō)，更是雪上加霜！為了從根源上減少它故障的頻率，今天我們就全面地了解下紫外分光光度計(jì)！（文后附常見(jiàn)問(wèn)題與解決措施）
紫外分光光度計(jì)
紫外分光光度計(jì)是廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域的儀器之一。紫外分光光度計(jì)儀器分析法是利用物質(zhì)分子吸收紫外可見(jiàn)光譜區(qū)輻射的一種儀器分析方法。其基本原理依據(jù)朗伯·比爾定律——光被透明介質(zhì)吸收的比例與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，光的吸收與吸收層厚度、溶液濃度、光吸收率成正比，可用下式表示：
A=k×b×c
（A為吸光度；k為摩爾吸光系數(shù)；b為光程，即盛放溶液的液槽的透光厚度；c為溶液濃度。）
儀器結(jié)構(gòu)
紫外分光光度計(jì)由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)顯示系統(tǒng)五大部分組成。
光源：是提供符合要求的入射光的裝置，有熱輻射光源和氣體放電光源兩類(lèi)。熱輻射光源用于可見(jiàn)光區(qū)，一般為鎢燈和鹵鎢燈，波長(zhǎng)范圍是350nm～1000nm；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，一般為氫燈和氘燈，連續(xù)波長(zhǎng)范圍是180nm～360nm。
單色器：功能是將光源產(chǎn)生的復(fù)合光分解為單色光和分出所需的單色光束，它是分光光度計(jì)的心臟部分。
吸收池：又稱(chēng)比色皿，供盛放試液進(jìn)行吸光度測(cè)量之用，其底及兩側(cè)為毛玻璃，另兩面為光學(xué)透光面，為減少光的反射損失，吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向。根據(jù)材質(zhì)可分為玻璃池和石英池兩種，前者用于可見(jiàn)光光區(qū)測(cè)定，后者用于紫外光區(qū)。
檢測(cè)器：是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置，測(cè)量吸光度時(shí)，并非直接測(cè)量透過(guò)吸收池的光強(qiáng)度，而是將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，這種光電轉(zhuǎn)換器件稱(chēng)為檢測(cè)器。
信號(hào)顯示系統(tǒng)：是將檢測(cè)器輸出的信號(hào)放大，并顯示出來(lái)的裝置。
優(yōu)勢(shì)
可重復(fù)使用樣品；
可以快速進(jìn)行測(cè)量；
儀器使用操作簡(jiǎn)單；
數(shù)據(jù)分析操作簡(jiǎn)單；
產(chǎn)品成本、操作成本低。
局限性
雜散光。波長(zhǎng)選擇器并不完美，來(lái)自寬波長(zhǎng)范圍的少量光仍可能從光源傳輸，這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的測(cè)量錯(cuò)誤。
光散射。這通常是由液體樣品中的懸浮固體引起的，這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的測(cè)量誤差。比色皿或樣品中存在的氣泡會(huì)散射光，導(dǎo)致無(wú)法重現(xiàn)結(jié)果。
來(lái)自多個(gè)吸收物種的干擾。為了進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩糠治觯瑧?yīng)將每種化學(xué)物質(zhì)從樣品中分離出來(lái)并單獨(dú)檢查。
組件的偏差。任何儀器組件未對(duì)準(zhǔn)定位，尤其是固定樣品的比色皿，都可能產(chǎn)生不可重復(fù)和不準(zhǔn)確的結(jié)果。
操作步驟
STEP 1：開(kāi)機(jī)預(yù)熱
在儀器測(cè)試之前一定要進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的時(shí)間應(yīng)該大于20min。檢查樣品室中是否有遮光物，有則取出。
STEP 2：光源選擇
電源打開(kāi)后，鎢燈會(huì)亮起。若在波長(zhǎng)200nm～290nm之間工作，則光源切換至氘燈；在波長(zhǎng)290nm～360nm之間工作，則要同時(shí)點(diǎn)亮氘燈和鎢燈。
STEP 3：波長(zhǎng)選擇
輸入所需波長(zhǎng)。
STEP 4：設(shè)備校準(zhǔn)
沒(méi)有開(kāi)機(jī)自動(dòng)校準(zhǔn)功能的設(shè)備需按說(shuō)明書(shū)手動(dòng)校準(zhǔn)。
STEP 5：開(kāi)始測(cè)量
按START鍵開(kāi)始測(cè)量，通常使用裝有蒸餾水的吸收池調(diào)零后放入樣品和參比樣進(jìn)行測(cè)試，并記錄測(cè)試結(jié)果。測(cè)定前要經(jīng)過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定合適的樣品濃度，讓反應(yīng)后的待測(cè)溶液的光吸收值位于0.3～0.7之間。否則，待測(cè)數(shù)據(jù)不能正確反映實(shí)際變化。如果不同樣品之間濃度差異較大，則在測(cè)定時(shí)應(yīng)先測(cè)定低濃度樣品（淺色），再定測(cè)高濃度樣品（深色）。
STEP 6：數(shù)據(jù)處理
定量測(cè)試時(shí)通常需要先測(cè)定若干個(gè)已知濃度的待測(cè)物標(biāo)準(zhǔn)樣品，根據(jù)其吸光值與濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
STEP 7：關(guān)機(jī)
測(cè)量完畢后取出吸收池，清洗并晾干后入盒保存。關(guān)閉電源，拔下電源插頭，在樣品室內(nèi)放入干燥劑，蓋上樣品室蓋，罩上防塵罩。
常見(jiàn)問(wèn)題與解決措施
問(wèn)題1：接通電源后，光源不亮
原因：①保險(xiǎn)管燒壞；②光源燈泡損壞。
措施：①更換保險(xiǎn)管；②檢查氘燈和鎢燈是否損壞，若損壞則及時(shí)更換燈泡。
問(wèn)題2：吸光值出現(xiàn)負(fù)數(shù)
原因：沒(méi)做空白對(duì)照，樣品吸光值小于空白參比液。
措施：先做空白對(duì)照。
問(wèn)題3：基線某段噪音很高
原因：濾光片受潮發(fā)霉，導(dǎo)致光能量損失嚴(yán)重。
措施：更換濾光片。
問(wèn)題4：吸光值信號(hào)上下擺動(dòng)
原因：開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)因長(zhǎng)期氧化導(dǎo)致接觸不良。
措施：用金屬活化劑清洗按鍵觸點(diǎn)。
問(wèn)題5：數(shù)字顯示不能歸零，同時(shí)圖線記錄基線位置偏高
原因：①信號(hào)處理板可能發(fā)生故障；②光電倍增管等老化，性能降低；③前置放大板出現(xiàn)故障，引起反饋量增大。
措施：①開(kāi)機(jī)通電，先做記錄故障曲線，與原始記錄的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)照，找出異同點(diǎn)，并做定性定能分析。然后用一只同型號(hào)規(guī)格的新光電倍增管替換機(jī)上的光電管，再開(kāi)機(jī)實(shí)驗(yàn)，若結(jié)果記錄出來(lái)的圖線并沒(méi)有什么變化，則證明光電倍增管沒(méi)有老化變質(zhì)。②進(jìn)一步檢查信號(hào)處理板各元器件是否損壞，對(duì)影響靈敏度有關(guān)的電位器進(jìn)行檢測(cè)，看數(shù)據(jù)是否正常。若都正常則說(shuō)明信號(hào)處理板沒(méi)有故障。③對(duì)以上部件檢查都沒(méi)有問(wèn)題，那么故障很可能發(fā)生在前置級(jí)放大板。應(yīng)采用模擬測(cè)試對(duì)前置放大板進(jìn)行測(cè)量，先利用直流穩(wěn)壓電源，把各供電電源加上，使其電路單獨(dú)工作，把信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)加到輸入端，再用示波器接在輸出端測(cè)量輸出信號(hào)。將輸入信號(hào)與輸出信號(hào)對(duì)比，若結(jié)果波形相同，說(shuō)明電路沒(méi)有故障。用相同方法對(duì)另一個(gè)帶驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)關(guān)管進(jìn)行測(cè)量，輸入端加入信號(hào)后，示波器若沒(méi)有測(cè)出輸出端信號(hào)，則判斷開(kāi)關(guān)管是損壞的，應(yīng)換上同一型號(hào)規(guī)格的新開(kāi)關(guān)管。
開(kāi)機(jī)前將樣品室內(nèi)的干燥劑取出，儀器自檢過(guò)程中禁止打開(kāi)樣品室蓋。
比色皿內(nèi)溶液以皿高的2/3～4/5為宜，不可過(guò)滿(mǎn)以防液體溢出腐蝕儀器。測(cè)定時(shí)應(yīng)保持比色皿清潔，池壁上液滴應(yīng)用擦鏡紙擦干，切勿用手捏透光面。測(cè)定紫外波長(zhǎng)時(shí)，需選用石英比色皿。
測(cè)定時(shí)，禁止將試劑或液體物質(zhì)放在儀器的表面上，如有溶液溢出或其它原因?qū)悠凡叟K，要盡可能及時(shí)清理干凈。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將比色皿中的溶液倒盡，然后用蒸餾水或有機(jī)溶劑沖洗比色皿至干凈，倒立晾干。關(guān)掉電源，再將干燥劑放入樣品室內(nèi)，并蓋上防塵罩，做好使用登記。
實(shí)驗(yàn)小百科
紫外分光光度計(jì)的發(fā)展歷史可追溯到幾百年前。1852年，Beer參考了Bouguer在1729年和Lambert在1760年所發(fā)表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液層厚度相等時(shí)，顏色的強(qiáng)度與呈色溶液的濃度成比例，從而奠定了分光光度法的理論基礎(chǔ)，這就是著名的朗伯·比爾定律。1854年，Duboscq和Nessler等人將朗伯·比爾定律應(yīng)用于定量分析化學(xué)領(lǐng)域，并且設(shè)計(jì)了第一臺(tái)比色計(jì)。1918年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局制成了第一臺(tái)紫外分光光度計(jì)。此后，紫外分光光度計(jì)經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，又出現(xiàn)自動(dòng)記錄、自動(dòng)打印、數(shù)字顯示等各種新的功能。這使得分光光度法的靈敏度和準(zhǔn)確度不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。
文章來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
