紫外可見(jiàn)光度的技術(shù)指標(biāo)

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的技術(shù)指標(biāo)
         熟悉紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的技術(shù)指標(biāo), 是zui重要、zui關(guān)鍵的核心問(wèn)題; 不管是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的使用者還是制造者, 都必須重視這個(gè)問(wèn)題。對(duì)制造者來(lái)講, 做出的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)儀器應(yīng)該好用。所謂“ 好用”,就是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)“ 穩(wěn)定可靠”。所謂“ 穩(wěn)定”, 就是漂移小、重復(fù)性好。所謂“ 可靠”, 就是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的分析測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度高（ 可靠性的含義將在本書(shū)后面詳細(xì)討論, 此不贅述）。而準(zhǔn)確度又與雜散光、光度噪聲、基線(xiàn)平直度、光譜帶寬等許多技術(shù)指標(biāo)有關(guān)。對(duì)于使用者來(lái)講, 就是要用好紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。要用好一臺(tái)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì), 首先要認(rèn)真閱讀儀器的使用說(shuō)明書(shū), 要對(duì)儀器的結(jié)構(gòu)有初步了解, 能正確操作儀器, 掌握儀器的基本保養(yǎng)維護(hù)知識(shí)。特別要認(rèn)真了解儀器的技術(shù)指標(biāo)及其物理意義與簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法, 以及這些技術(shù)指標(biāo)相互之間的關(guān)系與對(duì)分析測(cè)試結(jié)果誤差的影響。以便經(jīng)常檢測(cè)儀器的技術(shù)指標(biāo), 保證儀器工作在*狀態(tài)。

　　光度準(zhǔn)確度（ Photometric Accur acy ） 是一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)。任何使用者買(mǎi)一臺(tái)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)都是為了分析工作, 進(jìn)行分析工作的目的是出數(shù)據(jù), 其基本要求是數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確可靠, 這在很大程度上取決于儀器的光度準(zhǔn)確度這個(gè)zui重要的技術(shù)指標(biāo)及其有關(guān)指標(biāo)。

　　一、光度準(zhǔn)確度的表示方法

　　目前, 上對(duì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)光度準(zhǔn)確度的表示方法主要有兩種:一種是吸光度準(zhǔn)確度（ Absorbance Accuracy ） 或吸光度誤差（ AbsorbanceEr ror ） , 用AA （或ΔA） 表示; 另一種是透射比準(zhǔn)確度（ Transmittance Accuracy） 或透射比誤差, 用TA （ 或ΔT） 表示。國(guó)外的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)制造商, 絕大多數(shù)都給出吸光度準(zhǔn)確度或吸光度誤差A(yù)A （ 或ΔA） , 并都指出在什么吸光度情況下測(cè)量。如美國(guó)Varian 公司的Cary500、Lambda900 等儀器, 都給出在1. 0Ab s 時(shí), 吸光度準(zhǔn)確度或吸光度誤差A(yù)A （或ΔA） 為±0. 003Ab s。

　　但國(guó)外有少數(shù)儀器制造商在給出吸光度準(zhǔn)確度或吸光度誤差A(yù)A （ 或ΔA） 的同時(shí), 還給出透射比準(zhǔn)確度或透射比誤差TA（或ΔT）。我國(guó)生產(chǎn)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的廠(chǎng)商, 很多都在給出吸光度準(zhǔn)確度或吸光度誤差A(yù)A （ 或ΔA） 的同時(shí), 也給出透射比準(zhǔn)確度或透射比誤差TA或ΔT）。

　　一般來(lái)說(shuō)，只給透射比準(zhǔn)確度或透射比誤差TA （或ΔT） ,而不給吸光度準(zhǔn)確度或吸光度誤差A(yù)A （或ΔA） 是不合適的, 原因如下:

　　*,若給出TA （或ΔT） = ±0. 5%T, 而不講明在什么透射比情況下測(cè)試, 就應(yīng)理解為在0～100%T 范圍內(nèi)的任何地方測(cè)試都能達(dá)到TA （或ΔT） = ±0. 5% T。但實(shí)際上, 若在10% T 處測(cè)量, TA （ 或ΔT） = ±0. 5% T 時(shí)產(chǎn)生的透射比相對(duì)誤差為±5%。而在90%T 處測(cè)量, 則TA （或ΔT） = ±0. 5% T 時(shí)產(chǎn)生的透射比相對(duì)誤差為±0. 56% , 二者相差很大。也就是說(shuō), 不可能在0～100%T 范圍內(nèi)的任何地方測(cè)試都能達(dá)到TA （或ΔT） = ±0. 5% T。

　　第二, 用戶(hù)在使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)時(shí), 基本上沒(méi)有人只用透射比T 和透射比誤差T A （ 或ΔT）來(lái)表示光度準(zhǔn)確度和分析測(cè)試誤差。相反, 大家一般都用吸光度值A(chǔ) 和吸光度誤差A(yù)A （或ΔA） 來(lái)表示分析測(cè)試結(jié)果和分析誤差。

　　第三, 目前上絕大多數(shù)使用者, 都是采用吸光度值A(chǔ)和吸光度誤差A(yù)A （或ΔA） 來(lái)表示紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的分析測(cè)試結(jié)果和分析誤差。

　　第四, 吸光度準(zhǔn)確度或吸光度誤差A(yù)A （或ΔA） 和透射比準(zhǔn)確度或透射比誤差TA （ 或ΔT） , 在使用時(shí)二者在數(shù)值上會(huì)相差很大。若要把TA（或ΔT） = ±0. 5% T 換算成AA （ 或ΔA） , 則在10% T 處（ 相當(dāng)在1A 處） ,±0. 5% T 的透射比誤差, 產(chǎn)生的AA （ 或ΔA ） 為±0. 022A, 而在90% T 處（相當(dāng)在0. 0046A 處） , TA （ 或ΔT） = ± 0. 5% T 時(shí)產(chǎn)生的AA （ 或ΔA） 為±0. 0024A, 這同樣是一個(gè)驚人的差距。因此, 在給出一臺(tái)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度準(zhǔn)確度時(shí), 不管是用吸光度準(zhǔn)確度或吸光度誤差A(yù)A （ 或ΔA） 表示,還是用透射比準(zhǔn)確度或透射比誤差TA （ 或ΔT） 表示, 都應(yīng)該指出在多少吸光度或在多少透射比情況下測(cè)試。

　　但是, 目前仍有許多廠(chǎng)商在給出透射比準(zhǔn)確度或透射比誤差TA （ 或ΔT）時(shí), 都一律寫(xiě)成±0. 3% T。特別是許多制造廠(chǎng)商對(duì)自稱(chēng)是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的儀器, 基本上都是寫(xiě)成“ ±0. 3% T （ 0～100% T ）”。如日本島津的UV-2401PC、UV-2450PC、UV-2550PC 等紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。從理論上講任何紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的透射比準(zhǔn)確度或透射比誤差TA （或ΔT） 不可能在0～100% T 內(nèi)都能達(dá)到±0. 3%T 的透射比準(zhǔn)確度。

　　目前，國(guó)內(nèi)外都有一些廠(chǎng)商在說(shuō)明書(shū)或儀器樣本中稱(chēng)“光度準(zhǔn)確度”為“測(cè)光精度”, 這種稱(chēng)謂混淆了準(zhǔn)確（ Accuuracy） 和精密度（ Pr ecision ） 的概念。準(zhǔn)確度是指的測(cè)量值與理論值之差, 該偏差越小說(shuō)明測(cè)量的數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確可靠, 或者說(shuō)光度準(zhǔn)確度越高。而精密度是指的分析測(cè)試數(shù)據(jù)的離散性或重復(fù)性, 是指同一操作者, 在一次開(kāi)機(jī)中連續(xù)重復(fù)多次測(cè)試某一吸收峰的吸光度值中zui大與zui小值之差。該差值越小, 說(shuō)明該儀器的光度重復(fù)性越好。

　　正確的說(shuō)法應(yīng)該是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的“光度準(zhǔn)確度” 而不能說(shuō)成“測(cè)光精度”。光度精密度或光度重復(fù)性是指多次測(cè)量中的離散性。如3 次或5 次測(cè)量中吸光度的zui大值與zui小值之差即為光度精密度或光度重復(fù)性。而準(zhǔn)確度則是指實(shí)際測(cè)量的吸光度值與真值或理論值之差。

　　二、影響光度準(zhǔn)確度的主要因素

　　影響紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)光度準(zhǔn)確度的主要因素有以下幾個(gè)方面。

　?、?儀器的雜散光大小。

　?、?儀器的光度噪聲。

　?、?儀器的基線(xiàn)平直度。

　?、?儀器的光譜帶寬。

　　⑤ 試樣的來(lái)源, 包括樣品的制備, 取樣的方法。

　?、?樣品的制備, 包括稱(chēng)量、容量、溶劑、試劑、pH 值、時(shí)間、溫度等。

　　⑦ 比色皿的性能等。

　　由此可知, 光度準(zhǔn)確度或吸光度誤差A(yù)A （ 或ΔA） 是一個(gè)綜合性的技術(shù)指標(biāo)。要使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù), 必須注重上述幾個(gè)方面的影響。否則, 不可能得到準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。特別應(yīng)該指出的是, 在給出吸光度誤差A(yù)A （或ΔA） , 同時(shí)也給出透射比誤差TA （ 或ΔT） 時(shí), 二者不能相互矛盾。

　　三、光度準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

　　用于紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度準(zhǔn)確度測(cè)試的材料, 應(yīng)該是純度高、穩(wěn)定性好的物質(zhì)。這些物質(zhì)中zui主要的是鉻酸鉀（ K2 CrO4 , 一般在堿性溶液中）、重鉻酸鉀（ K2 Cr2 O7 , 一般在酸性溶液中） 、硝酸鉀、中性濾光片等。在堿性溶液中的鉻酸鉀是一種好材料, 但是因?yàn)楹袎A性, 不能儲(chǔ)藏在普通玻璃容器中, 而需要儲(chǔ)藏在石英器皿中, 硝酸鉀本身不大穩(wěn)定。這些都限制了它們的使用。因此, 選擇易于純化又溶于酸性介質(zhì)中的物質(zhì), 并且它們的稀溶液也是很穩(wěn)定的。因此, 重鉻酸鉀的0. 005mol/ L H2 SO4 溶液經(jīng)常被使用。

　　紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度準(zhǔn)確度測(cè)試方法, 目前國(guó)內(nèi)外各生產(chǎn)廠(chǎng)家作法不一, 其主要原因是各國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不同; 如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定: “選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)參比材料, 在規(guī)定的波長(zhǎng)處, 連續(xù)測(cè)10 個(gè)吸光度或透射比讀數(shù), 取10個(gè)讀數(shù)的平均值, 實(shí)際吸光度或透射比與觀(guān)測(cè)值的平均值之差, 即為光度準(zhǔn)確度”

　　美國(guó)NBS 規(guī)定, 在可見(jiàn)區(qū)用930 標(biāo)準(zhǔn)片來(lái)測(cè)定光度準(zhǔn)確度, 其標(biāo)準(zhǔn)透射比值分別為10%、20%、30%的中性玻璃濾光片。規(guī)定還指出也可用NBS 的931 , 它是一種溶液。而在紫外區(qū)內(nèi), 則規(guī)定用NBS 的203 來(lái)測(cè)定光度準(zhǔn)確度; 它是一種標(biāo)準(zhǔn)透射比值分別為90%、30%、10% 熔融石英濾光片。此外,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定在紫外區(qū)內(nèi), 用戶(hù)還可以自己配置高純度的化合物溶液來(lái)測(cè)定光度準(zhǔn)確度。為此, 美國(guó)NBS 已發(fā)布了鉻酸鉀（K2 CrO4 ）、重鉻酸鉀（ K2 Cr2 O7 ）等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可供選用。

　　我國(guó)在1992 年制訂的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定, 用重鉻酸鉀溶液來(lái)測(cè)試紫外區(qū)的光度準(zhǔn)確度, 并明確指出了測(cè)試波長(zhǎng)。在可見(jiàn)光區(qū)規(guī)定可用中性濾光片來(lái)檢測(cè)光度準(zhǔn)確度, 其標(biāo)準(zhǔn)片的透射比值分別為10%、20%、40%左右; 同時(shí)還規(guī)定在紫外可見(jiàn)整個(gè)區(qū)間, 都可用中性濾光片來(lái)檢測(cè)光度準(zhǔn)確度, 其標(biāo)準(zhǔn)片的透射比值也分別為10%、20%、40%左右。