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分光光度计的原理与使用

关键词: 分光光度计,分光光度计,分光光度计,分光光度计,分光光度计
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上传时间: 2020年09月21日 17:21
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上传人: 北京中瑞祥科技有限公司
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资料简介

　　分光光度计，又称光谱仪(spectrometer)，是将成分复杂的光，分解为光谱线的科学仪器。测量范围一般包括波长范围为380~780 nm的可见光区和波长范围为200~380 nm的紫外光区。不同的光源都有其的发射光谱,因此可采用不同的发光体作为仪器的光源。钨灯的发射光谱:钨灯光源所发出的380~780nm波长的光谱光通过三棱镜折射后，可得到由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的连续色谱;该色谱可作为可见光分光光度计的光源。

　　光度定义

　　分光光度法是在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性或定量分析。常用的波长范围为:(1)200~380nm的紫外光区，(2)380~780nm的可见光区，(3)2.5~25μm(按波数计为4000cm<-1>~400cm<-1>)的红外光区。所用仪器为紫外分光光度计、可见光分光光度计(或比色计)、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。

　　原理

　　分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，从而产生特定波长的光源，光线透过测试的样品后，部分光线被吸收，计算样品的吸光值，从而转化成样品的浓度。样品的吸光值与样品的浓度成正比。

　　单色光辐射穿过被测物质溶液时，被该物质吸收的量与该物质的浓度和液层的厚度(光路长度)成正比，其关系如下式:

　　A=-lg(I/I。)=-lgT=kLc

　　式中 :A 为吸光度;

　　I。为入射的单色光强度;

　　I 为透射的单色光强度;

　　T 为物质的透射率;

　　k 为摩尔吸收系数;

　　L 为被分析物质的光程，即比色皿的边长;

　　c 为物质的浓度;

　　物质对光的选择性吸收波长，以及相应的吸收系数是该物质的物理常数。当已知某纯物质在一定条件下的吸收系数后可用同样条件将该供试品配成溶液，测定其吸收度,即可由上式计算出供试品中该物质的含量。在可见光区，除某些物质对光有吸收外，很多物质本身并没有吸收但可在一定条件下加入显色试剂或经过处理使其显色后再测定,故又称比色分析。由于显色时影响呈色深浅的因素较多，且常使用单色光纯度较差的仪器，故测定时应用标准品或对照品同时操作。

　　维护保养

　　分光光度计作为一种仪器，在运行工作过程中由于工作环境，操作方法等种种原因，其状况必然会发生某些变化，可能影响设备的性能，甚至诱发设备故障及事故。因此，分析工作者了解分光光度计的基本原理和使用说明，并能及时发现和排除这些隐患，对已产生的故障及时维修才能保证仪器设备的正常运行。

　　1)若大幅度改变测试波长，需稍等片刻，等灯热平衡后，重新校正"0"和""点。然后再测量。

　　2)指针式仪器在未接通电源时，电表的指针位于零刻度上。若不是这种情况，需进行机械调零。

　　3)比色皿使用完毕后，请立即用蒸馏水冲洗干净，并用干净柔软的纱布将水迹擦去，以防止表面光洁度被破坏，影响比色皿的透光率。

　　4)操作人员不应轻易动灯泡及反光镜灯，以免影响光效率。

　　5)分光光度计，由于其光电接收装置为光电倍增管，它本身的特点是放大倍数大，因而可以用于检测微弱光电信号，而不能用来检测强光。否则容易产生信号漂移，灵敏度下降。针对其上述特点，在维修、使用此类仪器时应注意不让光电倍增管长时间暴露于光下，因此在预热时，应打开比色皿盖或使用挡光杆，避免长时间照射使其性能漂移而导致工作不稳。

　　6)放大器灵敏度换挡后，重新调零。

　　7)比色杯的配套性问题。比色杯配套使用，否则将使测试结果失去意义。在进行每次测试前均应进行比较。具体方法如下;分别向被测的两只杯子里注入同样的溶液，把仪器置于某一波长处，石英比色杯;220nm、700nm装蒸馏水，玻璃比色杯:700nm处装蒸馏水，将某一个池的透射比值调至，测量其他各池的透射比值，记录其示值之差及通光方向，如透射比之差在±0.5%的范围内则可以配套使用，若超出此范围应考虑其对测试结果的影响。

　　分光光度计分操作中容易出现的几个典型故障及其排除方法:

　　1)仪器不能调零。可能原因:

　　a)光门不能关闭。解决方法:修复光门部件，使其关闭。

　　b)透过率""旋到底了。解决方法:重新调整""旋钮。

　　c)仪器严重受潮。解决方法:可打开光电管暗盒，用电吹风吹上一会儿使其干燥，并更换干燥剂。

　　d)电路故障。解决方法:送修理，检修电路。

　　2)仪器不能调""。可能原因:

　　a)光能量不够。解决方法:增加灵敏度倍率档位，或更换光源灯(尽管灯还亮)。

　　b)比色皿架未落位。解决方法:调整比色皿架使其落位。

　　c)光电转换部分老化。解决方法:更换部件。

　　d)电路故障。解决方法:调修电路。

　　3) 测量过程中,""点经常变动。可能原因:

　　a)比色皿在比色皿架中放置的位置不一致，或其表面有液滴。解决方法:用擦镜纸擦干净比色皿表面，然后将其安放在比色槽的左边，上面用定位夹定位。

　　b)电路故障(电压、光电接收、放大电路)。解决方法:送修。

　　4)数显不稳。可能原因:

　　a)预热时间不够。解决方法:延长预热时间至30分钟左右(部分仪器由于老化等原因，长时间处于工作状态时，也会工作不稳)。

　　b)光电管内的干燥剂失效，使微电流放大器受潮。解决方法:烘烤电路，并更换或烘烤干燥剂。

　　c)环境振动过大、光源附近空气流速大、外界强光照射等。解决方法:改善工作环境。

　　d)光电管、电路等其它原因。解决方法:送修。

　　五、提高分光光度计透射比检定及使用精度的几种方法

　　在分光光度计的使用或检定中,透射比(吸光度)的准确度是衡量仪器工作性能的一项重要指标,它的准确程度直接关系到所测数据的可信性及科学性。所以提高此项指标的使用及检定准确度显得尤为重要。

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