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紫外可見分光光度計的技術指標
  • 發布日期:2012-05-22      瀏覽次數:1188
    • 紫外可見分光光度計的技術指標
               熟悉紫外可見分光光度計的技術指標, 是zui重要、zui關鍵的核心問題; 不管是紫外可見分光光度計的使用者還是制造者, 都必須重視這個問題。對制造者來講, 做出的紫外可見分光光度計儀器應該好用。所謂“ 好用”,就是紫外可見分光光度計“ 穩定可靠”。所謂“ 穩定”, 就是漂移小、重復性好。所謂“ 可靠”, 就是紫外可見分光光度計的分析測試結果的準確度高( 可靠性的含義將在本書后面詳細討論, 此不贅述)。而準確度又與雜散光、光度噪聲、基線平直度、光譜帶寬等許多技術指標有關。對于使用者來講, 就是要用好紫外可見分光光度計。要用好一臺紫外可見分光光度計, 首先要認真閱讀儀器的使用說明書, 要對儀器的結構有初步了解, 能正確操作儀器, 掌握儀器的基本保養維護知識。特別要認真了解儀器的技術指標及其物理意義與簡單的檢測方法, 以及這些技術指標相互之間的關系與對分析測試結果誤差的影響。以便經常檢測儀器的技術指標, 保證儀器工作在zui佳狀態。

        光度準確度( Photometric Accur acy ) 是一個非常重要的技術指標。任何使用者買一臺紫外可見分光光度計都是為了分析工作, 進行分析工作的目的是出數據, 其基本要求是數據要準確可靠, 這在很大程度上取決于儀器的光度準確度這個zui重要的技術指標及其有關指標。

        一、光度準確度的表示方法

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

        但國外有少數儀器制造商在給出吸光度準確度或吸光度誤差AA ( 或ΔA) 的同時, 還給出透射比準確度或透射比誤差TA(或ΔT)。我國生產紫外可見分光光度計的廠商, 很多都在給出吸光度準確度或吸光度誤差AA ( 或ΔA) 的同時, 也給出透射比準確度或透射比誤差TA或ΔT)。

        一般來說,只給透射比準確度或透射比誤差TA (或ΔT) ,而不給吸光度準確度或吸光度誤差AA (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試, 就應理解為在0~100%T 范圍內的任何地方測試都能達到TA (或ΔT) = ±0. 5% T。但實際上, 若在10% T 處測量, TA ( 或ΔT) = ±0. 5% T 時產生的透射比相對誤差為±5%。而在90%T 處測量, 則TA (或ΔT) = ±0. 5% T 時產生的透射比相對誤差為±0. 56% , 二者相差很大。也就是說, 不可能在0~100%T 范圍內的任何地方測試都能達到TA (或ΔT) = ±0. 5% T。

        第二, 用戶在使用紫外可見分光光度計時, 基本上沒有人只用透射比T 和透射比誤差T A ( 或ΔT)來表示光度準確度和分析測試誤差。相反, 大家一般都用吸光度值A 和吸光度誤差AA (或ΔA) 來表示分析測試結果和分析誤差。

        第三, 目前國際上絕大多數使用者, 都是采用吸光度值A和吸光度誤差AA (或ΔA) 來表示紫外可見分光光度計的分析測試結果和分析誤差。

        第四, 吸光度準確度或吸光度誤差AA (或ΔA) 和透射比準確度或透射比誤差TA ( 或ΔT) , 在使用時二者在數值上會相差很大。若要把TA(或ΔT) = ±0. 5% T 換算成AA ( 或ΔA) , 則在10% T 處( 相當在1A 處) ,±0. 5% T 的透射比誤差, 產生的AA ( 或ΔA ) 為±0. 022A, 而在90% T 處(相當在0. 0046A 處) , TA ( 或ΔT) = ± 0. 5% T 時產生的AA ( 或ΔA) 為±0. 0024A, 這同樣是一個驚人的差距。因此, 在給出一臺紫外可見分光光度計的光度準確度時, 不管是用吸光度準確度或吸光度誤差AA ( 或ΔA) 表示,還是用透射比準確度或透射比誤差TA ( 或ΔT) 表示, 都應該指出在多少吸光度或在多少透射比情況下測試。

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

        目前,國內外都有一些廠商在說明書或儀器樣本中稱“光度準確度”為“測光精度”, 這種稱謂混淆了準確( Accuuracy) 和精密度( Pr ecision ) 的概念。準確度是指的測量值與理論值之差, 該偏差越小說明測量的數據越準確可靠, 或者說光度準確度越高。而精密度是指的分析測試數據的離散性或重復性, 是指同一操作者, 在一次開機中連續重復多次測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, 說明該儀器的光度重復性越好。

        正確的說法應該是紫外可見分光光度計的“光度準確度” 而不能說成“測光精度”。光度精密度或光度重復性是指多次測量中的離散性。如3 次或5 次測量中吸光度的zui大值與zui小值之差即為光度精密度或光度重復性。而準確度則是指實際測量的吸光度值與真值或理論值之差。

        二、影響光度準確度的主要因素

        影響紫外可見分光光度計光度準確度的主要因素有以下幾個方面。

        ① 儀器的雜散光大小。

        ② 儀器的光度噪聲。

        ③ 儀器的基線平直度。

        ④ 儀器的光譜帶寬。

        ⑤ 試樣的來源, 包括樣品的制備, 取樣的方法。

        ⑥ 樣品的制備, 包括稱量、容量、溶劑、試劑、pH 值、時間、溫度等。

        ⑦ 比色皿的性能等。

        由此可知, 光度準確度或吸光度誤差AA ( 或ΔA) 是一個綜合性的技術指標。要使用紫外可見分光光度計測得準確可靠的數據, 必須注重上述幾個方面的影響。否則, 不可能得到準確可靠的數據。特別應該指出的是, 在給出吸光度誤差AA (或ΔA) , 同時也給出透射比誤差TA ( 或ΔT) 時, 二者不能相互矛盾。

        三、光度準確度的標準測試方法

        用于紫外可見分光光度計的光度準確度測試的材料, 應該是純度高、穩定性好的物質。這些物質中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, 但是因為含有堿性, 不能儲藏在普通玻璃容器中, 而需要儲藏在石英器皿中, 硝酸鉀本身不大穩定。這些都限制了它們的使用。因此, zui好選擇易于純化又溶于酸性介質中的物質, 并且它們的稀溶液也是很穩定的。因此, 重鉻酸鉀的0. 005mol/ L H2 SO4 溶液經常被使用。

        紫外可見分光光度計的光度準確度測試方法, 目前國內外各生產廠家作法不一, 其主要原因是各國的國家標準不同; 如美國國家標準規定: “選擇合適的標準參比材料, 在規定的波長處, 連續測10 個吸光度或透射比讀數, 取10個讀數的平均值, 實際吸光度或透射比與觀測值的平均值之差, 即為光度準確度”

        美國NBS 規定, 在可見區用930 標準片來測定光度準確度, 其標準透射比值分別為10%、20%、30%的中性玻璃濾光片。規定還指出也可用NBS 的931 , 它是一種溶液。而在紫外區內, 則規定用NBS 的203 來測定光度準確度; 它是一種標準透射比值分別為90%、30%、10% 熔融石英濾光片。此外,美國標準還規定在紫外區內, 用戶還可以自己配置高純度的化合物溶液來測定光度準確度。為此, 美國NBS 已發布了鉻酸鉀(K2 CrO4 )、重鉻酸鉀( K2 Cr2 O7 )等標準物質可供選用。

        我國在1992 年制訂的紫外可見分光光度計國家標準中規定, 用重鉻酸鉀溶液來測試紫外區的光度準確度, 并明確指出了測試波長。在可見光區規定可用中性濾光片來檢測光度準確度, 其標準片的透射比值分別為10%、20%、40%左右; 同時還規定在紫外可見整個區間, 都可用中性濾光片來檢測光度準確度, 其標準片的透射比值也分別為10%、20%、40%左右。

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