紫外可见分光光度计应用中的误差来源及控制

紫外可见分光光度计应用中的误差来源及控制

关昕

伊犁水文勘测局 新疆伊宁市 835000

摘要：紫外可见分光光度计作为一种常用的分析仪器，广泛应用于生物化学、环境监测、制药、食品安全等领域。它通过测量样品在紫外和可见光波段的吸光度来定量分析样品中的化合物含量。然而，在实际应用中，光度计的测量结果可能受到多种因素的影响，从而引入误差。这些误差可能来自仪器本身、样品准备、环境条件等多个方面。

关键词：误差来源；光学系统；误差控制

引言：紫外可见分光光度计作为一种重要的分析仪器，在化学、生物、环境等领域中得到广泛应用。然而，由于各种因素的影响，实际应用中往往会产生一定的误差，影响分析结果的准确性和可信度。因此，深入研究紫外可见分光光度计应用中的误差来源，探讨误差控制方法，具有重要的理论和实际意义。

1 紫外可见分光光度计的误差来源

1.1杂散光

杂散光是紫外可见分光光度计分析中一个不可忽视的误差来源，其定义为在待测光以外存在的其他光源所产生的光线。这种光线可能来自于光学系统内部的多种因素，直接影响着分析结果的准确性与可靠性。在紫外可见分光光度计的测量过程中，杂散光的存在会对样品的浓度测量造成显著影响，从而限制了检测的灵敏度和准确性。杂散光主要以两种形式存在：首先，它可能以与测量波长相同的光线形式存在。这种情况通常是由于光学元件的反射和散射引起的，使得一部分光线未能经过样品，而是直接到达检测器，从而造成误差。其次，杂散光还可能包括与待测波长不同的光线，这种现象可能由光学系统的缺陷引起，如光学元件表面的灰尘、擦痕，或者系统中存在额外的反射、透射面。这些因素导致了不应该通过的光线进入检测器，从而干扰了目标信号的获取[1]。

1.2波长检定

在波长检定过程中产生的误差会直接影响检验结果的准确性。这些误差主要分为两种类型，即可消除的误差和不可消除的误差。在可消除的误差方面，首要考虑的是单色光波长选择误差。在紫外可见分光光度计的应用中，为了进行光谱特性检测，必须使用特定波长的单色光。然而，在实际操作中，仪器提供的单色光可能存在波长宽度，导致所选择的单色光波长与理论值不完全匹配，进而对测量准确性造成直接影响。为了消除这种误差，需要采取适当的校准措施，确保所选择的单色光波长与预期值相符。不可消除的误差方面涉及到仪器部件的老化和缺陷。仪器的光学部件，尤其是紫外分光光度计的光学部件，在长时间的使用后可能会出现老化，从而影响其性能。这种老化可能导致校准参数发生变化，进而影响测量结果的准确性。另外，仪器中的光电倍增管检测器也可能因为长时间的使用而出现老化，进而导致测定误差，从而影响波长检定结果的精确性。为了减小这些不可消除的误差的影响，可能需要定期维护、更换或修复仪器部件，以确保其性能稳定和测量准确性。

1.3环境因素

环境中的湿度和温度变化是紫外可见分光光度计性能中不可忽视的因素。高湿度环境可能导致光学器件表面产生水雾，这种水雾会在光线透射时造成散射和吸收，从而降低透射率。这会严重影响测量的精确性，因为仪器在湿度较高的情况下难以准确传递光线，导致信号衰减。另一方面，温度变化会导致仪器内部构件的膨胀和收缩，这可能影响光路的稳定性和校准。温度引起的膨胀和收缩可能会导致光学元件的位置变化，从而影响仪器的测量准确性。

空气中存在的化学品烟雾、灰尘等污染物会成为紫外可见分光光度计性能的潜在威胁。这些微小的颗粒物有可能附着在光学器件的表面，例如棱镜、透镜，甚至光源上。这些附着物会影响光的传输和透射，从而引起信号衰减，降低信号强度。此外，这些颗粒物还会在光路中引起散射，干扰到检测器接收到的信号。因此，定期的清洁和维护对于保持仪器性能的稳定至关重要[2]。

2紫外可见分光光度计应用中的误差控制

2.1注重波长检定

波长检定是确保紫外可见分光光度计准确测量的重要步骤。在进行波长检定时，需要按照一定的步骤来控制误差，以确保测量结果的可靠性和准确性。首先进行预热工作。在开始波长检定之前，务必进行充分的预热，以确保光路系统和电路稳定。预热可以帮助消除仪器在温度变化等因素影响下的不稳定性，从而提高测量的精确度。其次，根据操作规程进行仪器的检定。在进行波长检定之前，必须按照操作规程对仪器进行检定。这包括校准仪器的各项参数，如光源强度、光路长度等，以确保仪器的基本工作状态符合要求。接着，处理误差超出范围的情况。如果在波长检定过程中发现测量结果中的波长示值误差超过了规定的范围，必须采取相应的措施进行调修。调修的目的是通过校正仪器的波长设置，使其测量结果更加准确可靠。最后，处理线性误差。如果误差呈现线性特性，即不同波长段的误差方向相同且数值相近，可以采用以下方法进行调修：首先，将波长设置为580nm。在样品池的光路中观察单色光的颜色。调节波长，使得观察到的单色光呈现边缘清晰且没有杂色的橙黄色。接着，将刻度盘螺母旋钮旋转至580nm，以确保仪器的波长设置在准确的范围内。

2.2仪器保养

定期维护和保养紫外可见分光光度计是确保其准确性的重要一环。例如，可以延长光电传感器的使用寿命，当测量完毕后打开样品池门，减少光电传感器的暴露时间，以减少光损耗。同样，集中测量样品，尽量减少开机次数，可以延长光源的寿命。选择使用未过期的、现配现用的溶液非常重要。不仅可以避免因为过期溶液引起的测量误差，还可以保证测量的准确性和可重复性。保持仪器和器皿的干燥和清洁是减少污染和杂散光的关键。定期清洁仪器表面和光学元件，确保其表面没有污垢和污染物，有助于保持仪器的性能。在进行仪器搬动或更换重要部件后，务必确认仪器的性能是否正常。这有助于避免因仪器不正常状态而引起的测量误差。此外，冷却和预热也是操作中的重要环节，等灯冷却后再重启，然后预热一定时间，有助于稳定仪器的状态[3]。

2.3定期送检

紫外可见分光光度计是一种广泛用于样品分析和测量的重要仪器，而在确保其测量准确性和可靠性方面，滤光片扮演着关键的角色。滤光片在紫外可见分光光度计中的重要性无法忽视。它们通过选择性地透过特定波长的光，为样品的光谱分析提供了必要的条件。不同的化合物在不同波长下吸收或透过光的能力不同，这使得滤光片能够确保只有所需的光线到达检测器，从而减少干扰，提高准确性。定期送检滤光片是确保仪器性能稳定的重要步骤。滤光片在使用过程中可能会受到污染或损坏，从而影响测量结果。保持滤光片的清洁和无损伤状态对于准确的光谱分析至关重要。此外，稳定性核查也应定期进行，以确保滤光片的性能仍在可接受范围内。

结束语

综上所述，控制紫外可见分光光度计应用中的误差是确保准确、可靠分析结果的关键。定期的仪器校准、对光学元件的维护和样品处理的慎重都是保证测量结果准确性的重要步骤。此外，检定人员的技术水平和职业习惯可能会引入误差。为减少这种人为误差，企事业单位应该积极开展检定人员的定期专业培训和指导。这将确保他们了解正确的操作流程，具备正确的操作知识和技能，从而在使用滤光片和仪器时能够最大限度地减少可能的误差。

参考文献

[1]霍文婷,邵佳欢.紫外可见分光光度计检定误差分析及控制[J].品牌与标准化,2022(02):38-40.

[2]马嘉泽,姜璇.如何提高紫外可见分光光度计精准度[J].中国食品工业,2021(24):68-69.

[3]李衍.紫外可见分光光度计检定误差控制探析[J].仪器仪表用户,2019,26(05):24-26.

作者简介：关昕（1989.07—），女，锡伯族，新疆伊宁市人，本科学历，工程师职称，研究方向为水质监测。