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摘 要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一定波长的单色光，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，并测量该溶液对每一波长辐射的吸收，就可以得到吸收光谱曲线。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。
关键词分光光度计；波长误差；杂散辐射
中图分类号TB96文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)042-0183-01
影响测量准确度的因素诸多，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。透射比是由每一被测物质光谱特性决定的。因此，它与波长检定点的选择、单射仪狭缝宽度及零点的调节、透射比准确度及光谱带宽影响有着直接联系。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的准确度。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一个重要技术指标。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虑的误差来源主要有以下三个方面：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。
1波长
为使分光光度计有较高的灵敏度和准确度，人射光的波长应根据吸收光谱曲线，以选择溶液具有最大吸收时的波长为宜。这是因为在此波长处，摩尔吸收系数值最大，使测定有较高的灵敏度，同时，在此波长处的一个较小范围内，吸光度变化不大，不会造成对郎伯—比耳定律的偏离，使测定有较高的准确度。当波长测量点位于被测样品尖锐的吸收峰上或于较陡的斜坡上时，波长的较小偏移将会引起光度测量值的较大变动。例如：751型分光光度计，其仪器的分光系统采用的是非线性色散棱镜、波长与棱镜转角不呈线性关系。一般来说，波长越短、折射率越大，则偏向角越大、色散率越高。为此要得到相同的光谱强度，狭缝宽度要随波长而改变。如果狭缝是可变的或在移动和使用过程中，相对位置发生位移，狭缝引入误差直接影响单色仪的波长准确度分辨力。在单色仪入射狭缝和出射狭缝宽度为零的条件下分辨力最大，当狭缝宽度增大时存在一些像差，分辨力则下降，从而影响测量的准确度。
其次，仪器波长的固有误差对分光光度计测量准确度也有一定的影响，它是仪器单位色系统与波长装置在制造中的缺陷。如仪器单位色系统色散元件、波长装置中的刻线，传动机构在制造过程中不可避免存在着一定的加工误差，就形成了该仪器固有的误差。这种误差无法通过简单的装调来消除。但可以通过仪器附件中都配有用来校正波长的镨钕滤光片或干涉滤光片调整减小误差。
2溶液引起的误差
溶液酸度对分光光度计的测量也有一定的影响。在不同的溶液酸度的条件下，反应的完全程度也不一致，显示出不同的颜色。有些溶液的颜色对PH值的变化十分敏感，过低会引起有色配合物的分解，过高会引起金属离子的水解，因此，某一显色反应最适宜的pH值必须通过实验来确定，一般选择A-pH关系曲线平坦部分对应的pH值作为应该控制的酸碱度范围。所以，适当选择和控制好溶液酸度是非常有必要的，否则，会影响到分光光度计测量的灵敏度和重复性，造成一定的测量误差。被测物溶液中含有杂质而且这种杂质本身是有颜色的，或能与显色剂生成有色化合物或沉淀，或能与被测物质发生化学反应等，都会影响吸光度的变化。一般可加人适当的掩蔽剂，改变干扰离子的状态，或预先采取萃取、离子交换、柱层析等方法，使杂质与被测组份分开。某些有色物质能迅速生成，但却不太稳定，放置一定时间后色泽消退或起变化，而另一些有色物质必须经过相当长的时间后，反应才能完全，色泽方可充分显示，因此若在不恰当的时间内进行比色，将会造成相当大的误差。此外，还有溶剂、反应温度、显色剂浓度等都会引起测定的误差。
3杂散辐射
反射或散射等射到检测器上的不属于单色器给定波长的光称为杂散光。杂散光对吸光度测定的准确性有严重的影响，但却往往被忽视。当杂散光不被样品吸收时，吸光度测量值总是低于其真实值，即与朗伯－比耳定律发生负偏离。且当杂散光辐射强度越大时，其对测量结果的影响也越大，当吸光度值越高时，其影响也就越明显。当杂散光辐射有一部分或全部被样品吸收时，对吸光度测量值的影响就更复杂，它不仅与杂散光辐射有关，还与被测样品的光谱特性有关，但最终使测量值高于真实值。杂散光辐射给分光光度计测量带入的影响是一个重要分量，为确保测量的准确度，首先，根据杂散光的来源和仪器的特性做好准备工作，选择好波长检定点。例如：在截止滤光片检测时，仪器的波长要根据截止滤光片的截止波长而定，截止点不同，其杂散光的测试结果是不一样的。其次，要进行零点调节。分光光度计的杂散辐射率很小，杂散辐射测量值一般在零点附近，零点调整不好，带入的杂散辐射误差将是很大的。杂散光的来源有：仪器本身的原因，如单色器的设计、光源的光谱分布、光学元件的老化程度、波带宽度以及仪器内部的反射及散射等+室内光线过强而漏人仪器，而仪器暗室盖不严；样品本身的原因，如样品有无荧光、样品的散射能力强弱等
4操作引起的误差
由于操作不当，特别是在称量、稀释和加显色剂等过程中，没有遵守一定的操作要求，都会引入不同程度的误差。因为有些有色物质的生成和其颜色的深浅，往往随加人试剂的量、顺序、试剂浓度、反应温度和反应时间等因素而发生改变。另外，选择或操作吸收池不当，如吸收池不匹配或吸收池的透光面不平行、定位不准确、对光方向不同等，均会使其透光率发生差异，使测定结果产生误差。所以，配对好的吸收池应在毛玻璃面上标记放置方向。同时，吸收池的洗涤也很重要。
5结束语
以上从波长、杂散辐射、光谱带宽、透射比、溶液酸度等方面分析了分光光度计影响测量准确度的几个主要原因，但分光光度计种类繁多，影响测量准确度的因素也比较复杂。不同仪器的设置参数转换、示值倍率转换和灵敏度也不尽相同，这样都会对分光光度计的测量准确度产生一定的影响。因此，在测量过程中，可根据仪器的不同特点，采取相应的检测手段和方法，来达到测量数据的准确、可靠。
参考文献
[1]连文华.分光光度计的精度和偏差[J].印刷质量与标准化.2008,02.
[2]钟乐璇.引起分光光度计误差原因之分析[J].上海建设科技.2005,05.
[3]朱琳,张昕燕,赵志恒.影响分光光度计测量准确度的原因[J].中国计量,2009,11.
[4]江剑锋,邓晓慧.可见分光光度计波长准确度分析[J].科技信息,2010,09.
关键词分光光度计；波长误差；杂散辐射
中图分类号TB96文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)042-0183-01
影响测量准确度的因素诸多，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。透射比是由每一被测物质光谱特性决定的。因此，它与波长检定点的选择、单射仪狭缝宽度及零点的调节、透射比准确度及光谱带宽影响有着直接联系。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的准确度。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一个重要技术指标。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虑的误差来源主要有以下三个方面：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。
1波长
为使分光光度计有较高的灵敏度和准确度，人射光的波长应根据吸收光谱曲线，以选择溶液具有最大吸收时的波长为宜。这是因为在此波长处，摩尔吸收系数值最大，使测定有较高的灵敏度，同时，在此波长处的一个较小范围内，吸光度变化不大，不会造成对郎伯—比耳定律的偏离，使测定有较高的准确度。当波长测量点位于被测样品尖锐的吸收峰上或于较陡的斜坡上时，波长的较小偏移将会引起光度测量值的较大变动。例如：751型分光光度计，其仪器的分光系统采用的是非线性色散棱镜、波长与棱镜转角不呈线性关系。一般来说，波长越短、折射率越大，则偏向角越大、色散率越高。为此要得到相同的光谱强度，狭缝宽度要随波长而改变。如果狭缝是可变的或在移动和使用过程中，相对位置发生位移，狭缝引入误差直接影响单色仪的波长准确度分辨力。在单色仪入射狭缝和出射狭缝宽度为零的条件下分辨力最大，当狭缝宽度增大时存在一些像差，分辨力则下降，从而影响测量的准确度。
其次，仪器波长的固有误差对分光光度计测量准确度也有一定的影响，它是仪器单位色系统与波长装置在制造中的缺陷。如仪器单位色系统色散元件、波长装置中的刻线，传动机构在制造过程中不可避免存在着一定的加工误差，就形成了该仪器固有的误差。这种误差无法通过简单的装调来消除。但可以通过仪器附件中都配有用来校正波长的镨钕滤光片或干涉滤光片调整减小误差。
2溶液引起的误差
溶液酸度对分光光度计的测量也有一定的影响。在不同的溶液酸度的条件下，反应的完全程度也不一致，显示出不同的颜色。有些溶液的颜色对PH值的变化十分敏感，过低会引起有色配合物的分解，过高会引起金属离子的水解，因此，某一显色反应最适宜的pH值必须通过实验来确定，一般选择A-pH关系曲线平坦部分对应的pH值作为应该控制的酸碱度范围。所以，适当选择和控制好溶液酸度是非常有必要的，否则，会影响到分光光度计测量的灵敏度和重复性，造成一定的测量误差。被测物溶液中含有杂质而且这种杂质本身是有颜色的，或能与显色剂生成有色化合物或沉淀，或能与被测物质发生化学反应等，都会影响吸光度的变化。一般可加人适当的掩蔽剂，改变干扰离子的状态，或预先采取萃取、离子交换、柱层析等方法，使杂质与被测组份分开。某些有色物质能迅速生成，但却不太稳定，放置一定时间后色泽消退或起变化，而另一些有色物质必须经过相当长的时间后，反应才能完全，色泽方可充分显示，因此若在不恰当的时间内进行比色，将会造成相当大的误差。此外，还有溶剂、反应温度、显色剂浓度等都会引起测定的误差。
3杂散辐射
反射或散射等射到检测器上的不属于单色器给定波长的光称为杂散光。杂散光对吸光度测定的准确性有严重的影响，但却往往被忽视。当杂散光不被样品吸收时，吸光度测量值总是低于其真实值，即与朗伯－比耳定律发生负偏离。且当杂散光辐射强度越大时，其对测量结果的影响也越大，当吸光度值越高时，其影响也就越明显。当杂散光辐射有一部分或全部被样品吸收时，对吸光度测量值的影响就更复杂，它不仅与杂散光辐射有关，还与被测样品的光谱特性有关，但最终使测量值高于真实值。杂散光辐射给分光光度计测量带入的影响是一个重要分量，为确保测量的准确度，首先，根据杂散光的来源和仪器的特性做好准备工作，选择好波长检定点。例如：在截止滤光片检测时，仪器的波长要根据截止滤光片的截止波长而定，截止点不同，其杂散光的测试结果是不一样的。其次，要进行零点调节。分光光度计的杂散辐射率很小，杂散辐射测量值一般在零点附近，零点调整不好，带入的杂散辐射误差将是很大的。杂散光的来源有：仪器本身的原因，如单色器的设计、光源的光谱分布、光学元件的老化程度、波带宽度以及仪器内部的反射及散射等+室内光线过强而漏人仪器，而仪器暗室盖不严；样品本身的原因，如样品有无荧光、样品的散射能力强弱等
4操作引起的误差
由于操作不当，特别是在称量、稀释和加显色剂等过程中，没有遵守一定的操作要求，都会引入不同程度的误差。因为有些有色物质的生成和其颜色的深浅，往往随加人试剂的量、顺序、试剂浓度、反应温度和反应时间等因素而发生改变。另外，选择或操作吸收池不当，如吸收池不匹配或吸收池的透光面不平行、定位不准确、对光方向不同等，均会使其透光率发生差异，使测定结果产生误差。所以，配对好的吸收池应在毛玻璃面上标记放置方向。同时，吸收池的洗涤也很重要。
5结束语
以上从波长、杂散辐射、光谱带宽、透射比、溶液酸度等方面分析了分光光度计影响测量准确度的几个主要原因，但分光光度计种类繁多，影响测量准确度的因素也比较复杂。不同仪器的设置参数转换、示值倍率转换和灵敏度也不尽相同，这样都会对分光光度计的测量准确度产生一定的影响。因此，在测量过程中，可根据仪器的不同特点，采取相应的检测手段和方法，来达到测量数据的准确、可靠。
参考文献
[1]连文华.分光光度计的精度和偏差[J].印刷质量与标准化.2008,02.
[2]钟乐璇.引起分光光度计误差原因之分析[J].上海建设科技.2005,05.
[3]朱琳,张昕燕,赵志恒.影响分光光度计测量准确度的原因[J].中国计量,2009,11.
[4]江剑锋,邓晓慧.可见分光光度计波长准确度分析[J].科技信息,2010,09.