紫外可見近紅外分光光度計

分光光度計概述

1、基本工作原理

1）吸收的本質(zhì)：分光光度法是利用物質(zhì)對不同波長光的選擇吸收特性而建立起

來的分析方法。通常利用棱鏡或光柵分光來取得單色光，使單色光連續(xù)地依次通

過溶液，并測得該溶液對每一波長的吸收，得到吸收光譜曲線。

 吸收光譜來源于物質(zhì)對光的選擇吸收，這是物質(zhì)的宏觀現(xiàn)象，而吸收的本質(zhì)

是分子內(nèi)部運動和光相互作用的結(jié)果。當物質(zhì)的分子吸收一定能量或波長的光譜

后，透過的光譜中有些波長被吸收就形成了吸收光譜。吸收的能量愈小，則相應(yīng)

的光的波長，吸收峰出現(xiàn)在較長波段。當吸收在紅外區(qū)時形成紅外吸收光譜，如

果吸收能量愈大，則相應(yīng)的波長愈短，吸收峰出現(xiàn)在較短波段，當吸收在紫外區(qū)

產(chǎn)生紫外吸收光譜。

2）吸收定律—朗伯比耳定律：當一束平行單色光通過均勻的溶液時，其吸光度

與溶液的濃度和厚度的乘積成正比。

其數(shù)字表達式：A=KCL=LogI0/I=-LogT

吸收定律數(shù)字表達式成立的前提：①，入射光為單色光，②，吸收過程中各

物質(zhì)無相互作用，各物質(zhì)吸光度具有加和性，③，光與物質(zhì)的作用于吸收過

程，沒有熒光散射和光化學現(xiàn)象，④，吸收物是一種均勻分布的連續(xù)體系，

3）影響分光光度法的原因：

a，輻射與物質(zhì)的非吸收作用引起的誤差，

b，熒光與光化學反應(yīng)的影響，一般說來，熒光對分光光度測量產(chǎn)生的誤差

可以忽略，多數(shù)情況下顯色體系的熒光效率很小，而且熒光發(fā)射是各向同性，只

有一小部分沿著透射光方向進入檢測器，使測量吸光度偏低，產(chǎn)生負偏離。熒光

 對吸收測量的影響*程度上決定于儀器的吸收池和檢測器光學設(shè)計，

 c，反射和散射，吸收定律只適用于均勻介質(zhì)的吸收體系，渾濁溶液因散射

使實測吸光度增加，導(dǎo)致偏離比耳定律，

d，儀器的非理想性引起的誤差，

 e，復(fù)色光對比耳定律的偏離，大多數(shù)光度計只能獲得接近于單色光的狹窄

的光通帶，實際上仍是有復(fù)色光性質(zhì)，可導(dǎo)致偏離比耳定律。偏離的大小取決于

二單色光的摩爾吸光系數(shù)差△ε，|△ε|很小時，可近似認為是單色光，在低濃

度時，工作曲線仍為直線，但濃度較大時，隨濃度增大，A-C曲線彎曲愈嚴重，

故比耳定律只適用于稀溶液，

f 雜散光，雜散光是指進入檢測器的處于待測波長光譜帶寬范圍外的不需要

的其它波長組分。其主要來源于分光光度計色散元件棱鏡或光柵、反射鏡、透鏡

表面的散射，單色器內(nèi)壁灰塵及其它元件傷痕的反射和漫射等，雜散光可引起嚴

重的測量誤差。在儀器能量處于小的波長處，雜散光通常處于大值（如氘燈

220nm,鎢燈 340nm），

g，狹縫寬度，狹縫寬度不僅影響光譜的純度，也影響吸光度值。在定量分

析時，為了得到足夠的測量信號，應(yīng)采用較大的狹縫，在定性分析時則采用較小

的狹縫，當出射狹縫和入射狹縫的寬度相等時，狹縫寬度引起的誤差小

 h，波長標度尺的誤差，波長標度尺即儀器的波長準確度，如誤差較大或未

作校正，將光譜測量產(chǎn)生誤差，即影響吸光度測量的準確度（在吸收光譜的尖峰

處更為顯著），

 i，不平行入射光的影響，比耳定律的前提條件之一是采用平行入射光束，

以保證全部光束通過同一厚度的吸收介質(zhì)，當入射光束偏離平行性較大時，就明

顯導(dǎo)致偏離比耳定律。如果儀器中光束中等強度偏離平行性，引起的吸光度測量

誤差一般在 0.5%以內(nèi)；

j，光度標尺的誤差，光度標尺即透射比準確度，其誤差大小直接影響光度

測量的準確度。

2、性能指標釋義

 1）光學系統(tǒng)：通常是指光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，目前，國內(nèi)光度計行業(yè)常采

用的機構(gòu)為自準式和 CT式兩種結(jié)構(gòu)；

 2）波長范圍：指光度計所能進行測試的波長大值和小值之差；

 3）波長準確度 儀器顯示波長與真實波長的接近程度，即儀器設(shè)定波長與實際波

 長的差值。每臺光度計都要在很多個波長點檢查波長準確度；波長準確度是分光

 光度計的一項重要技術(shù)指標，它對定性、定量及結(jié)構(gòu)分析結(jié)果影響*。

 4）波長重復(fù)性：波長重復(fù)性是儀器返回原波長的能力。它體現(xiàn)了波長驅(qū)動機械

和整個儀器的穩(wěn)定性；

 5）光譜帶寬（靈敏度，分辨力）：指一個尖峰光譜帶通過單色器出狹縫時，在檢

 測器上所檢測到的能量半寬度，用波長單位 nm 表示，從另一個角度理解這一概

 念會更通俗易懂：首先，單色器出狹縫不僅僅代表著狹縫的物理尺寸或幾何尺寸，

 他還代表著光學意義，這就是光譜帶寬，我們知道，來自單色器的光線不全是單

 一波長的光，而是一個狹窄的按波長大小順序排列的光譜帶，這一光譜帶包含波

 長的多少，用光譜帶寬來表示。光譜帶寬直接反應(yīng)的是從單色器出來的光的單色

 性的好壞程度。該指標與儀器的分辨力和靈敏度很相似，但又有所不同，他們從

 不同的側(cè)面反應(yīng)光度計性能的好壞。分辨力是指儀器分辨兩相鄰波長大小的能

力，

 靈敏度是指在做低濃度測量時，當濃度改變一個單位時在檢測器上所引起信號的

 變化量，它受校正曲線（標準曲線濃度為橫軸，吸光度為縱軸）和儀器本身精密

 度的限制。兩種測量方法精密度相同時，校正曲線斜率越大越靈敏，而斜率相等

 時，精密度越高靈敏度越好。需要指出的是，為了得到準確的測試結(jié)果，儀器的

光譜帶寬（Spectral Bandwith 簡稱 SBW）和分析樣品的自然帶寬（Natural

 Bandwidth 簡稱 NBW）之比應(yīng)小于 0.1 , 這樣可以得到 99.5% 以上的測量準確

 度。

 6）雜散光：雜散光是非選擇波長的光照射到檢測器上產(chǎn)生的信號。它是光度計

分析誤差的一個重要來源，雜散光大會限制高濃度溶液分析的準確性。雜散光用

T%表示；

 7）光度范圍：指光度計在滿足各項技術(shù)指標下的測試范圍，用 A或 T表示；

 8）光度準確度：指多次測定的平均值與真實值符合的程度；檢查光度準確度，

通常是利用經(jīng)過仔細反復(fù)測量的中性濾光片作為標準光度片來檢測的。中性濾光

片是一種對一定波長范圍內(nèi)的光具有幾乎相同的透射比（或吸光度）的濾光片，

利用它對波長變化及帶寬變化不敏感的特性，來檢查儀器的光度準確度和重復(fù)

性。

 9）光度重復(fù)性：指在相同的條件下進行多次平行測定，各平行測定結(jié)果之間的

符合程度；

10）噪聲：指儀器檢測到的非有用信號的總和，它是相對信號而言的。通常，分

光光度計中的噪聲有兩個來源，一是來自于光源，二是來自于儀器內(nèi)部固有的電

 子噪聲，比如：電源，放大器，AD 轉(zhuǎn)換器等。要減少噪聲，提高信噪比，必須

有一個良好的電氣設(shè)計。噪聲影響低濃度測試下的測量重復(fù)性，也影響測試準確

度。噪聲可通過多次測量后取平均值部分消除；

 11）飄移：指儀器隨時間推移偏離起始值的程度。它取決于光源的穩(wěn)定性，電氣

器件的穩(wěn)定性等。對單光束儀器而言，開機預(yù)熱時間長短對漂移有很大影響。

12）基線平直度：指全波長范圍內(nèi)儀器噪聲的分布。

3、用途

 可供物理學、化學、醫(yī)學、生物學、藥物學、地質(zhì)學等學科進行科學研究，

 是廣泛應(yīng)用于化工、藥品、生化、冶金、輕工、材料、環(huán)保、醫(yī)學化驗等行業(yè)及

分析行業(yè)中重要的質(zhì)量控制儀器之一，是常規(guī)實驗室的*儀器。

4、使用條件

儀器安裝應(yīng)遠離高溫高濕環(huán)境，儀器應(yīng)在 16-35℃、45-80%的濕度條件下使

用。請盡量遠離發(fā)出磁場、電場、高頻波的電器裝置請不要將儀器安裝在空氣中

鹽酸氣體、硫化氫氣體、亞硫酸氣等，腐蝕性氣體嚴重超標的場所。放置

儀器的工作臺應(yīng)平穩(wěn)，不能有振動；儀器的風扇附近應(yīng)留足夠的空間，使其排風

順暢。儀器單獨使用一個電源插座，電源應(yīng)確保良好接地。否則可能導(dǎo)致儀

器工作不正常。如果當?shù)仉妷翰环€(wěn)，請為儀器配備穩(wěn)壓電源。儀器應(yīng)避免陽光直

射。避免灰塵多的環(huán)境。