分光光度计误差产生的控制方法

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分光光度分析的原理是根据物质对于不同波长的光波具有选择性吸收的特点而建立起来的分析方法，遵守朗伯-比尔定律。

分光光度计的入射光为连续变化并具有-定波长的单色光，它通常利用棱镜或光栅分光来取得单色光，使单色光连续地依次通过溶液，并测量该溶液对每-波长辐射的吸收，就可以得到吸收光谱曲线。此方法是-种成熟的分析方法，因为准确度和灵敏度较高、相对误差小，仪器结构简单，操作简便，因而得到了普及。

为了有效控制测量过程中产生的误差，需要对分光光度计误差的产生原因和控制方法进行分析。

2测量准确度的误差来源分析测量结果的准确度是定量分析仪器最基本的技术要求，分析影响测量准确度的诸因素，可以从仪器测量所依据的原理入手。依据光吸收定律测量物质溶液的浓度时，分光光度计得到的直接结果是溶液选定波长入射光的透射比，可用下式表示：( )，( )/0( )应用研究 l APPLICATION RESEARCH CHlNA lNSTRUMEN ATION式中：I。( )为波长函数的入射光强；，( )为波长函数的透射光强；f ( )是被测溶液的光谱透射比。

从理论上说，用光吸收定律测量溶液浓度时，入射光/o( )应是-束根据被测物质光谱特性选择的特定波长的单色光，而实际上与仪器的性能有关。

分光光度计提供的/o( )实质是具有-定带宽的单峰曲线。此类单峰曲线和理论上的单色光是有区别的，原则上所有单色光是得不到的，由此造成的误差主要影响仪器测量准确度。由于物质在不同波长下有不同的吸光系数，因此波长的正确性直接影响仪器准确度。波长的正确性需要通过光度计的波长误差表示，而波长误差是光度计的-个重要技术指标。波长误差为波长测量值与真实值之差，其实质是仪器波长指示器的波长读数与单色系统实际给出的波长值之差。

检定分光光度计波长误差时考虑的误差来源主要有以下3个方面：波长标准带入的误差、波长结构的误差、波长调整带入的误差。

3检定用波长标准器的使用与误差控制分光光度计的波长误差是通过对已知标准参考波长的器具或物质的测量得到的。具有标准参考波长的器具或物质简称为波长标准器，它主要有3大类：(1)具有发射线光谱的气体放电灯，如汞灯、氘灯等；(2)具有尖锐吸收峰的物质，如氧化钬溶液、氧化钬玻璃、镨钕溶液、镨钕玻璃等；(3)干涉滤光片。

3.1具有发射线光谱的气体放电灯这种检定方法是采用具有特征发射谱线的元素光谱灯产生的特征谱线来对仪器波长准确度进行检查的。因为它们发射的是线状光谱，谱线的特征性强，准确度高，因此具有发射线光谱的气体放电灯被称为波长准确度的第-标准。

(1)汞灯 (可见和紫外光区低压汞灯)汞灯是线状光谱分布广，因其特征值稳定，故中阅豫嚣像表2013年 第3期仪器制造厂常使用汞灯来检验波长准确度。汞灯分为高压汞灯和低压汞灯。高压汞灯具有强度高，谱线多的特点，但也有体积大，笨重的缺点，故只适用于仪器制造厂。低压汞灯相对高压汞灯具有体积孝携带方便、便于安装的特点，故可用于-般的仪器检定。

检定时，将低压汞灯置于仪器光源灯的位置，然后对汞谱线进行扫描。但由于用汞灯替代了仪器的光源灯，因此不能全面反映仪器自身光源位置下的波长误差；且汞灯位置的具体情况也影响了波长检定的结果，容易引入人为的误差；而且仪器的光源灯被低压汞灯所替代，当检定完成时，恢复仪器光源灯，容易造成位置上的变动，引入新的误差。

从以上情况我们可以得出，计量检定使用低压汞灯精度高，但应同时使用 -定方法来重现仪器自身光源灯下的波长误差。

(2)氢灯和氘灯氢灯和氘灯在紫外区具有连续光谱，故 般作为紫外-可见分光光度计紫外区的光源。它具有汞灯的优点，而其本身是仪器的光源，检定时不用更换光源灯，故可以避免更换光源灯引起的位置误差及其带入的人为误差。氢灯和氘灯的缺点是谱线少，不能覆盖全部的波长范围。所以用它检定时，还需配合能覆盖其他波长的检测工具。

3.2具有尖锐吸收峰的物质具有尖锐吸收峰的物质具有以下几个特点：使用方便，因其检定时只需将标准器放入样品室，而不象低压汞灯需替换仪器的光源灯，故避免了因此引入的误差；标准器的波长标准值具有不确定性，此类标准器的波长标准易受许多方面的影响，且参考波长值是在不同带宽下测得的，故引用时必需对应不同带宽下的波长标准值才能保证正确性。

(1)氧化钬高氯酸溶液此类溶液标准物质虽具有特征峰信息丰富、分布合适和参考值不需定期标定的优点，但有不宜携带、容易污染等不少缺点，故暂不讨论。

中阅俄嚣俄表CHINA INSTRUMENTATION2013年 第3期APPLICATION RESEARCH l应用研究(2)氧化钬滤光片氧化钬滤光片具有从紫外光区到可见光区的-组特征吸收峰，吸收峰的波长准确测定得到许多权威机构公认。JJG375.1996单光束紫外-可见分光光度计检定规程均引用了测定数据附表 (见表1)，由于玻璃复制技术并未完全解决，滤光片的峰值波长需要逐片标定，不能直接引用表1的吸收峰参考波长数据。例如使用编号H01的氧化钬滤光片2007年3月9日检定的数据如表1所示。

表1紫外可见光光度计参考波长与实测波长参考波长 (nm) 360.9 418.5 446.0 536.3 638.3实测波长 (nm) 360.9 418.0 446.2 536.3 638 3比较误差 (rim) 0.0 -0.5 0.2 0.3 0 3参考波长：指氧化钬玻璃滤光片吸收峰参考波长值 (光谱带宽2.0nm)；实测波长：编呈H01的氧化钬滤光片2007-03-09日标定值。

从 以上数据可以看出最大 的误差可 以达到O.5nm，对分析测量的结果还是有较大的影响，所以使用此类标准器必须事先进行标定。

3.3干涉滤光片干涉滤光片的特点是每-个滤光片只有单-的吸收峰，不易产生人为判断误差，且携带方便。但它的缺点是波长容易发生漂移，必需对其标准值进行定期的检定，而标定时必然带入其他误差。故当用干涉滤光片检定仪器的波长误差为零时，也不能认为仪器的波长误差为零。因干涉波光片准确度低的特点，故只适用于检定低准确度的可见分光光度计，而不宜用于紫外可见分光光度计的检定。

3.4各类波长标准器的使用选择性因紫外可见分光光度计的波长准确度较高 (见表2)，故只能用第-类具有发射线光谱的气体放电灯和第二类具有尖锐吸收峰的物质，又因紫外可见分光光度计-般装有氢灯和氘灯，而其特征谱线集中在紫外区，因而紫外可见分光光度计波长的检定可采用氢灯、氘灯和氧化钬玻璃滤光片相结合的方法。而可见分光光度的波长范围涵盖在紫外可见分光光度计的波长范围内，而且要求的波长准确度相对较低 (见表3)，故其波长标准可采用氧化钬玻璃滤光片、干涉滤光片。对低压汞灯因其检定的不方便性和因更换光源灯时必然引入的误差，我们在-般的检定中不采用，而只是在用其他波长的标准器测得的结果有异义时作仲裁用。

表2紫外可见光光度计波长准确度表3紫外或见光光度计波长准确度4仪器自身结构误差的控制波长结构误差、波长调整误差都来源于仪器自身结构的误差。

波长机构误差来源于仪器单色系统与波长装置在制造中的缺陷，主要由生产厂家在生产过程中产生，这种结构误差无法通过简单的调装来消除。

分光光度计在出厂时都会对波长进行校正，但经过长途运输或使用过程中的来回搬动对仪器的振动及其他因素等影响，均会使仪器产生大小各异的波长差。生产厂