紫外可见分光光度计各类常规问题汇总
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为了方便广大用户能更方便的了解紫外可见分光光度计知识,上海巴玖技术人员为用户们整理了紫外可见分光光度计的常见问题,希望以下信息能够对您有所帮助。
紫外可见分光光度计是分析行业不可缺少的仪器之一,它在科技领域的作用是非常之大的,主要是用来做定量分析、纯度分析、参与结构分析(结构简单的样品可直接作结构分析)、参与定性分析(结构简单的样品可直接作定性分析);特别是在定量分析和纯度检查方面。紫外可见分光光度计可广泛应用于生命科学、食品科学、农业科学、医疗卫生、化学化工等多个领域。
1.单光束紫外可见分光光度计
单光束紫外可见分光光度计是世界上紫外可见分光光度计,单光束紫外可见分光光度计只有一束单色光,一只比色皿,一只光电转换器( 又称光接收器)。其光电转换器通常采用硅光电池、光敏三极管或光电管,其结构简单、价格[cheapest,但因其杂散光、光源波动、电子学的噪声等都不能抵消,故单光束紫外可见分光光度计的光度[accuracy]度差。
2.双波长紫外可见分光光度计
①.双波长紫外可见分光光度计都采用两个单色器。光源发出的光被两个单色器分别分离出波长为λ1 和λ2 ,通过斩波器将两束单色光λ1 和λ2 交替入射到同一试样中,光电倍增管交替地接收到经过试样吸收后的这两束单色光,并把它们变成电信号。
②.此类光度计主要适用于求出试样中待测组分的含量或浓度。如果试样中有共存干扰吸收物质, 则可采用等吸收点法和系数倍率法测量。如果试样的吸收光谱上,有两个或两个以上组分的吸收峰互相重叠或非常接近,或者有很大的浑浊背景吸收干扰,则可利用导数光谱来分析测试。以上是根据光束、比色皿、光电转换器的数量来分类的,也有人根据光接收器的类型,把紫外可见分光光度计分为光电二极管阵列多通道紫外可见分光光度计、CCD ( 电荷耦合光接收器) 多通道紫外可见分光光度计等。
3.双光束紫外可见分光光度计
双光束紫外可见分光光度计是有两束单色光的紫外可见分光光度计。它有两种类型:一种是两束单色光,两只比色皿,两只光电转换器;另一种是两束单色光,两只比色皿,一只光电转换器。目前,国内外的双光束紫外可见分光光度计中,两只光电转换器的双光束紫外可见分光光度计仪器已很少见,绝大多数或基本上都是一只光电转换器的仪器,特别是高档双光束紫外可见分光光度计,都是一只光电转换器的仪器。这两种类型的双光束紫外可见分光光度计所用的光电转换器基本上全部是光电倍增管( PMT )。
4.准双光束紫外可见分光光度计
所谓准双光束紫外可见分光光度计就是有两束光,但只有一只比色皿的紫外可见分光光度计。其中,一束光通过比色皿,另一束光不通过比色皿。不通过比色皿的那束光主要起抵消光源波动对分析误差影响的作用。准双光束紫外可见分光光度计有两种类型:一种是两束单色光, 一只比色皿,两只光电转换器;另一种是一束单色光,一束复合光,一只比色皿,两只光电转换器。
紫外可见分光光度计工作原理是利用一定频率的紫外--可见光照射被分析的有机物质,引起分子中价电子的跃迁,它将有选择地被吸收。一组吸收随波长而变化的光谱,反映了试样的特征。在紫外可见光的范围内,对于一个特定的波长,吸收的程度正比于试样中该成分的浓度,因此测量光谱可以进行定性分析,而且根据吸收与已知浓度的标样的比较,还能进行定量分析。
1.糖类分析测试工作中的应用
紫外可见分光光度计在糖的分析中,主要是作定量检测。因为糖对紫外光的主要吸收波长为218nm,所以,对糖类进行分析时,只要采用光度测量模式,将紫外可见分光光度计仪器的波长GOTO到氨基酸的髙至吸收峰218 nm上,就可测试其吸光度大小,从而计算出糖的含量。
2.多糖分析测试工作中的应用
紫外可见分光光度计在多糖的分析中,主要也是作定量检测。因为多糖对紫外光的主要吸收波长为206nm,所以我们只要采用光度测量模式,将紫外可见分光光度计仪器的波长GOTO 到多糖的髙至吸收峰206 nm 上,就可测试其吸光度大小,从而计算出多糖的含量。
3.核酸分析工作中的应用
紫外可见分光光度计在核酸分析中的应用,主要是用来对核酸的定量检测;因为核酸的吸收峰在260nm。我们只要采用光度测量模式,将紫外可见分光光度计的波长GOTO 到核酸的髙至吸收峰260nm 上,测试其吸光度大小就是了。
4.蛋白质分析工作中的应用
紫外可见分光光度计在蛋白质的分析中,[much]主要的是作蛋白质含量检测;一般是在蛋白质的吸收峰上作吸光度测定。因为蛋白质对紫外光的主要吸收波长为280nm,所以,采用光度测量模式,将仪器的波长GOTO 到蛋白质的髙至吸收峰波长280nm 上,测试其吸光度大小,就可完成对蛋白质的定量检测。
5 氨基酸分析工作中的应用
紫外可见分光光度计在氨基酸分析中的应用,主要是用来对氨基酸的定量检测。因为氨基酸对紫外光的主要吸收波长为230nm,所以,我们只要采用光度测量模式,将紫外可见分光光度计仪器的波长GOTO 到氨基酸的髙至吸收峰230nm 上,就可测试其吸光度大小,从而计算出氨基酸的含量。但是,因为氨基酸分析时,一般是将它溶解在水中,而水在230 nm 附近有很多干扰吸收线,所以,在用紫外可见分光光度计对氨基酸分析检测时,要注意防止干扰的问题。此外,还需注意:只有少数氨基酸有紫外吸收,多数氨基酸无紫外吸收或很弱,测定时要衍生化后再测。
1.光度[accuracy]度检测标准片的测试
我国质量技术监督局所属的计量测试单位,对许多有关企业在用的紫外可见分光光度计的光度[accuracy]度的检测,一般都是采用标准片( 如中性灰片或某些有特殊吸收峰的透紫石英片) 来进行的。总是在一台光度[accuracy]度比被检测仪器要高2~3 倍的仪器上对标准片进行标定, 而后用这些标定过的标准片对被检测的紫外可见分光光度计的光度[accuracy]度进行检测。再根据检测的数据, 作出被检仪器是否合格的判断。
2.光度[accuracy]度检测标准液的测试
我国质量技术监督局所属的计量测试单位,对许多有关企业在用的紫外可见分光光度计的光度[accuracy]度的检测,有时采用标准液(如重铬酸钾等) 来进行。用一台光度[accuracy]度比被检测仪器的光度[accuracy]度要高2~3 倍的紫外可见分光光度计。对标准液进行标定,而后用这些标定过的标准液,来对被检测的紫外可见分光光度计的光度[accuracy]度进行检测。再根据检测的数据,作出被检仪器是否合格的判断。
3.杂散光检测用的标准液的测试
我国质量技术监督局的计量测试单位,对许多有关企业在用的紫外可见分光光度计的杂散光的检测,有时采用标准液( 如NaI、NaNO2 等) 来进行。用一台光度[accuracy]度比被检测仪器的光度[accuracy]度要高2~3 倍的紫外可见分光光度计,对标准液进行标定,找出检验测试点的位置,而后用这些标定过的标准液对被检测的紫外可见分光光度计的杂散光进行检测。再根据检测的数据, 作出被检仪器是否合格的判断。
4.杂散光测试的标准片的测试
有时采用标准片(将NaI、NaNO2 固化在石英片基中) 来测试紫外可见分光光度计的杂散光。用一台杂散光比被检测仪器要高2~3 倍的紫外可见分光光度计,对标准片进行标定找出检验测试点的位置,而后用这些标定过的标准片,对被检测的紫外可见分光光度计的杂散光进行检测。再根据检测的数据作出被检仪器是否合格的判断。
1.采用低杂散光,高分辨率的单光束单色器,波长范围200-1000nm
2.采用[much]新微机处理技术,自动调0%T和100%T。
3.仪器具有已知标样浓度法及已知标样系数法测定未知样品浓度功能。
4.仪器配有标准的RS-232双向通讯接口,可外接打印机。
5.仪器可配可在视窗(WINDOWS98,ME,XP)操作平台上运行UNICO应用软件。
6.宽大的样品槽,可容纳100mm光径吸收池。
1.波长范围(nm): 200-1000nm
2.波长精度(nm): ±2.0nm
3.光谱带宽(nm):4nm
4.光度精度:±0.3%T
5.杂散光:≤0.2%T 在220nm和360nm处
6.稳定性: ±0.003A/h,在500nm处
7.光学系统:单光束,1200条/毫米衍射光栅
8.波长重复性:±1.0nm
9.光度重复性:0.2%T
1.光栅单色器
①.立特洛( Litt row) 型光栅单色器
光束在光栅上的入射角接近等于衍射角, 准直物镜和成像物镜同用一个物镜。这种类型的单色器, 又称自准式光栅单色器。因为它的入射狭缝、出射狭缝很靠近, 所以其杂散光比较大。
②.切尔尼-特纳( Czerny-Turner ,简称C-T 型) 型光栅单色器
这种光栅单色器是一种采用两块球面镜作为准直镜和成像物镜的系统。常用水平排列方式。两块球面镜可相互补偿慧差, 具有较好的成像质量。并且,增加狭缝高度不会严重影响仪器的分辨率。同时, 球面镜的加工也比较容易。
在该系统中, 入射狭缝S1 和出射狭缝S2 对称分布在色散元件的两边, M1 和M2 分别为准直镜和物镜; 该系统的髙至特点是像差(慧差) 小。它的慧差为自准直系统的1/ 5 左右, 所以该系统经常被大量采用。
③.濑谷-波冈型凹面光栅单色器
=濑谷-波冈型凹面光栅单色器是一种罗兰圆外的装置, 入射和出射狭缝都在罗兰圆之外, 光栅上的入射光轴与出射光轴夹角较大, 一般约为i +θ= 70°。在保持入射狭缝和出射狭缝都不动的情况下, 绕光栅中心转动光栅, 就可完成光谱扫描。一般入射角由26°变为44°时, 离焦量才有光栅中心到出射狭缝距离的0. 1%。其主要像差是像散和慧差。但已有消像散的凹面光栅, 可消除型光栅单色器像散, 获得很高的像质。
④.艾伯特( Eber t ) 型光栅单色器
艾伯特( Eber t ) 型光栅单色器是只用一块凹面球面镜的两部分, 作为准直镜和物镜, 代替C- T 型光栅单色器的两块凹面球面镜。
2.棱镜单色器
①.透射式棱镜单色器
透射式棱镜单色器一般采用阿贝型恒偏向棱镜。直角棱镜只起反光作用,不参与分光。所以, 阿贝棱镜可以看成是两块30°的色散棱镜, 它与一块60°的分光棱镜的作用相等效。
②.反射式立特洛( Litt row) 型棱镜单色器
反射式立特洛( Litt row) 型棱镜单色器的光路图如图3-21 所示。该单色器一般是用一块离轴抛物面镜同时起准直物镜和成像物镜的作用。光束两次通过棱镜, 可以使色散加倍。
③.自准式30°棱镜单色器
在分辨率要求不高的时候,经常采用一块球面镜和一块30°棱镜组成简单的立特洛型棱镜单色器。其光路如图3-22 所示。该单色器在棱镜直角边的一侧涂上反射膜层,使光束经此面折回。当旋转自准棱镜时,可实现波长扫描。为减少杂散光,一般在棱镜膜层后面或不通光的棱边上涂上黑色无光漆。
④.瓦茨沃斯(Wadswor th) 型棱镜单色器
该单色器的色散棱镜和一块平面反射镜连在一起,形成恒偏向装置。波长扫描时,棱镜和平面镜一起绕棱镜底边中点C转。该系统有较好的成像质量。
3.单色器光路的排列和分类
①.水平式自准直系统
所谓自准直系统就是非对称的单色器光学系统;所谓水平式自准直系统就是所有的光学元件中心和狭缝中心都在同一平面上的自准直系统。于球面反射镜或抛物面反射镜M1 的焦面上。当光线进入狭缝S1 后,通过小平面反射镜射到M1 上, M1 将入射的光线变成平行光后,照射到光栅G上,经光栅色散后的光线再射到M1 上;还是由M1 聚焦到出射狭缝S2 上, 并在S2 处形成光谱。
②.垂直式自准直系统
垂直式自准直系统中,杂散光与球差的数量与水平式自准直系统相同。但慧差不同,水平式自准直系统的慧差使谱线产生非对称性变宽,而垂直式自准直系统使谱线在高度方向产生非对称性伸长。因此,对同样的光学参数来说,该系统的分辨率略优于前者。
紫外可见分光光度计的使用方法
4.用于非平行光束的平面光栅单色器
常见的平面光栅单色器是把光栅放在平行光束中工作,这样可使光栅产生的像差较小,仪器可以获得较高的分辨率。但是,在有些专门的用途中,不要求分辨率很高,而要求仪器的通光性能很好。甚至通光性能比分辨率更加重要,这时可以将光栅放在非平行光束中,整个光学系统中除光栅以外,只有一块凹面反射镜
5. 双单色器
单双色器是将两个简单的单色器连接在一起就组成了双单色器。双单色器有一个入射狭缝、一个出射狭缝和一个中间狭缝。中间狭缝既是单色器的出射狭缝,又是第二个单色器的入射狭缝。
1.首先连接仪器电源线,确保仪器供电电源有良好的接地性能。
2.接通电源至仪器自检完毕,显示器显示“546mm,100.0”即可进行测试。
3.用(MODE)键设置测试方式:透射比(T),吸光度(A),已知标准样品浓度值方式(C)和已知样品斜率(F)。
4.用波长设置键,设置所需要的分析波长,当波长改变时,排显示器会显示BLA字样,提示下步必须调OA/100%T,当设置完分析波长后,如没有调OA/100%T,仪器将不会继续工作。
5.根据设置后的分析波长,再选择正确的电源,光源的切换位置在335nm处,正常情况下,仪器开机后,钨灯和氘灯同时点亮。
6.将参比样品溶液和被测样品溶液分别倒入比色皿中,打开样品室盖,将盛有溶液的比色皿分别插入比色皿槽中,盖上样品室盖,比色皿透光部分表面不能有指印、溶液痕迹,被测溶液中不能有气泡,悬浮物。
7.将参比样品推入光路中,按OA/100%T键调OA/100%T,此时显示器显示的“BLA--- ---”
直至显示“100.0”或“0.000”为止。
8.[much]后当仪器显示器显示出“100.0”或“0.000”后,将被测样品推“拉”入光路,这时便可从显示器得到被测样品的透射比或吸光度值。
1.在使用过程中,如需开启试样室盖时或暂时停止测试时,必须及时推入光门钮杆(使光电管前光门关闭),保护光电管,以防止光电管受强光或长时间照射而损坏。
2.取吸收池时,应拿毛玻璃两面,切忌用手拿捏透光面,以免粘上油污。另外使用完后应及时用测定溶剂冲净,再用纯化水冲净,用干净绸布或擦镜纸擦干,晾干后,放入吸收池盒中,防尘保存。
3.吸收池应选择配对,否则要引入测定误差。在规定波长下两个吸收池的透光率相差小于0.5%的吸收池作配对。
4.在规定的吸收峰波长±2nm以内测试几个点的吸收度,以核对供试品的吸收峰波长位置是否正确,除另有规定外,吸收峰波长应在该品种项下规定的波长±2nm以内。
5.在测定时或改测其它检品时,应用待测溶液冲洗吸收池3~4次,用干净绸布或擦镜纸擦净吸收池的透光面至不留斑痕(切忌把透光面磨损)。测定时,除另有规定外,应以配制供试品溶液的同瓶溶剂为空白对照,采用1cm的石英吸收池。
6.空白溶液与供试品溶液必须澄清,不得有浑浊。如有浑浊,应预先过滤,并弃去初滤液。
7.一般供试品溶液的吸收度读数,以在0.3~0.7之间的误差较小。
8.由于吸收池和溶剂本身可能有空白吸收,因此测定供试品的吸收度后应减去空白读数,再计算含量。
现象故障 |
可能原因 |
排除方法 |
开启电源开关,仪器无反应 |
1.电源未接通 |
1.检查供电电源和连接线 |
光源灯不工作 |
1.光源灯坏 |
1.更换新灯 |
显示不稳定 |
1.仪器预热时间不够 |
1.延长预热时间 |
透射比调不到0 |
1.光门漏光 |
1.修理光门 |
透射比调不到100% |
1.卤钨灯不亮 |
1.检查灯电源 |
测试结果不正常 |
1.样品处理错误 |
1.重新处理样品 |
建立浓度方程时数值输不进 |
1.电路故障 |
1.送生产厂修理 |
打印机出错 |
操作错误 |
1.迅速关机,稍停后重新开机 |
打印机卡纸 |
1.装纸不当 |
1.迅速关机,稍后重新开机 |
(一)紫外可见分光光度计光度测量
1.在模式选择屏幕中选择<1. Photometric光度>选项,将显示参数配置屏幕。
2.用GOTOWL键设定测量波长。
3.按F2键设定进样控制。
4.按START/STOP键时,测量开始,显示测量屏幕。
5.如需做空白校正,应在测量前先设置空白样品,然后按AUTOZERO键,将测量值置为0ABS(100%)。
(二)紫外可见分光光度计校正
1.开机预热10分钟足矣。
2.放入黑块和标样(没有的自己配),关闭盖子。
3.校0:a把灯光对着黑块,把透光度调0,b把灯光对标样,将吸光度调到100%。
(三)参比溶液介绍
参比溶液又称空白溶液。测量时用作比较的、不含被测物质但其基体尽可能与试样溶液相似的溶液。通常,用参比溶液扫描的曲线应是一条平坦的直线。有时,基体中虽不含被测物质,但含有别的物质,这时必须保证其不影响测试。经常碰到的是试剂空白中含有被测物质,此时必须经过纯化将其除去。否则将影响测定结果。
1.紫外可见分光光度计出现误差因素
1.杂散光是影响紫外可见分光光度计误差的主要因素,它直接限制被分析测试样品浓度的上限。当一台紫外可见分光光度计的杂散光一定时,被分析的试样浓度越大,其分析误差就越大。ASTM 认为:“杂散光可能是光谱测量中主要误差的来源。尤其对高浓度的分析测试时,杂散光更加重要”
2.杂散光的来源
① 灰尘沾污光学元件( 如光栅、棱镜、透镜、反射镜、滤光片等)。
② 光学元件被损伤, 或光学元件产生的其他缺陷( 如光栅、透镜、反射镜、棱镜材料中的气泡等)。
③ 准直系统内部或有关隔板边缘的反射。
④ 光学系统屏蔽不好。
⑤ 热辐射或荧光引起的二次电子发射。
⑥ 狭缝的缺陷。
⑦ 光束孔径不匹配。
⑧ 光学系统的像差。
⑨ 单色器内壁黑化处理不当。
3.杂散光的测试方法
目前,测试杂散光[much]常用的方法是所谓“ 截止滤光法” ( T he Cut Off FilterMethod) 或称作“ 滤光片法” ( The Filte r Method) 。主要是采用滤光片或滤光液来测试紫外可见分光光度计的杂散光。有时也采用He-Ne 激光器的632. 8nm 来测试杂散光。具体做法是在离632. 8nm±5nm 处进行测试,测出的数值与632. 8nm 相比就是杂散光。“截止滤光法” 的具体测试方法:仪器冷态开机,预热0. 5h,如用“滤光片法” 测试,则参比为空气;如用滤光液来测试,则参比为溶剂(若用NaI、NaNO2 水溶液,则参比为蒸馏水)。设置仪器的纵坐标为% T,横坐标为波长 nm) ,用滤光液时,试样比色皿中装滤光液,参比比色皿中装溶解液,将波长调到相应的波长上( NaI 为220nm、NaNO2 为340nm) 进行测试。
1.考虑分光光度计的光谱:其是一个重要的考虑因素,如需要更大的灵活性,建议选择一种更高性能的宽光谱仪器,可程序性地进行ELISAs分析和比色分析。
2.稳定性:它是用户[much]关注的指标之一。仪器的宗旨就是稳定可靠,不稳定更谈不上可靠了。
3.光谱带宽:指从单色器射出的单色光谱线强度轮廓曲线的1/2高度处的谱带宽度。表征仪器的光谱分辨率。按照比耳定律,光谱带宽应该是越小越好的,但是如果仪器的光源能量弱,光学传感器的灵敏度低时,光谱带宽小了,也得不到理想的测量结果的。所以,选择和使用仪器时一定注意。
4.噪声:也是仪器的重要指标之一。它表征仪器的做稀溶液的能力。此指标也是越小越好。
5.波长的[accuracy]度和重复性:仪器的每个值都是在一定的波长下测得的,如果所示的波长和实际波长偏差万里,那么测出的值和真值的吻合度从何谈起呢?此指标也是非常重要的。
1.紫外可见分光光度计测量的范围较大,由于各种不同光波发射的灯管不同,紫外分光光度计和紫外可见分光光度计就有所不同。
2.一般紫外分光光度计量程200nm->500~600nm间(包括部分可见光),
3.紫外可见分光光度计在340nm~1000nm,紫外可见分光光度计可调节200nm~1000nm。
4.同一种方法用不同的仪器去检测误差是很大的,几乎可达到5%。如用同一种仪器在不同空间和时间下测量的数据误差也能达到1%,但测量后经过各自的空白校正,相信误差便不会超过1%,所以用不同的仪器测量数据整理后都是可以通用的,但没有经过空白校正的数据不能互相代替。
注意:用紫外分光时一定要用石英比色皿,不可用玻璃比色皿,因紫外线很难透过玻璃。
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