紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)線性度測(cè)試方法

1、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)線性度測(cè)試方法摘要：為定性測(cè)試紫外可見(jiàn)(uvvis)分光光 度計(jì)的線性度，以水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定法為基礎(chǔ)，用一臺(tái) 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在特定波長(zhǎng)處測(cè)得一種食物染料 的吸光度，再用基本的數(shù)學(xué)方法計(jì)算出各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的 體積分?jǐn)?shù)，進(jìn)而獲得體積分?jǐn)?shù)和吸光度的線性關(guān)系。 實(shí)驗(yàn)表明，該方法可以方便地測(cè)試出儀器線性度，計(jì) 算方法正確且簡(jiǎn)單易懂。關(guān)鍵詞：紫外可見(jiàn)；分光光度計(jì)；線性測(cè)試 中圖分類(lèi)號(hào)：th 744.12文獻(xiàn)標(biāo)志碼：adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.02.002lin ear test method of ultravioletvisible spectr

2、ophotometerliu minglan, sun yuguo, zhu xuanxuan(school of opticalelectrical and computerengineering， university of shanghai forscie nee and tech no logy, sha nghai 200093, china)abstract： in order to qualitatively test linearity of ultravioletvisible (uvvis) spectrophotometer, we test a fooddye abso

3、rbanee at a certain wavelength using a uvvis spectrophotometer based on the water quality standard liquid calibration method, and then use a basic mathematical method to calculate volume concentration at each test point. we get a linear relati on ship of volume concen trati on and absorba nee. exper

4、iments show that this method is easy and convenient to measure the linearity of the instrument and the calculation method is accurate and easy to un dersta nd.keywords： ultravioletvisible； spectrophotometer； lin earity test引言紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)是一種很重要的分析儀 器，在使用一臺(tái)新的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)儀器前，一 般需要先對(duì)儀器的線性度進(jìn)行測(cè)試。但大多數(shù)使用者 只是在某一試樣

5、的某一濃度附近，用濃度的倍數(shù)變化 來(lái)測(cè)出這一段的線性度。這只能反映儀器在小范圍內(nèi) 的使用情況，并不能說(shuō)明儀器的線性度是否符合出廠 指標(biāo)，也不能反映儀器的線性范圍。因此，在儀器使 用前對(duì)其線性度的測(cè)試有著重要的意義。1紫外可 見(jiàn)分光光度計(jì)工作原理比爾在研究了各種無(wú)機(jī)鹽的水 溶液對(duì)紅光的吸收情況后指出，光的吸收和光所遇到 的吸光物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，如果吸光物質(zhì)溶于不吸光的 溶劑中，則吸光度和吸光物質(zhì)的濃度成正比。即當(dāng)單 色光通過(guò)液層厚度一定的有色溶液時(shí)，溶液的吸光度 與溶液的濃度成正比，這就是比爾定律。其表達(dá)式 為a=lgloi=klc （1）式中：a為吸光度；10為入射光強(qiáng) 度;i為透射光強(qiáng)度;c為

6、溶液的濃度;k1為比例常數(shù)。 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)主要由光源系統(tǒng)、單色器系統(tǒng)、 樣品室、檢測(cè)系統(tǒng)組成。紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的技術(shù) 指標(biāo)主要有個(gè)23,即波長(zhǎng)準(zhǔn)確度、波長(zhǎng)重復(fù)性、 光度準(zhǔn)確度、光度重復(fù)性、雜散光、光譜帶寬、基 線平直度、穩(wěn)定性、光度噪聲、線性度、線性動(dòng) 態(tài)范圍。除了線性動(dòng)態(tài)范圍，其他的技術(shù)指標(biāo)一般都 在儀器指標(biāo)中寫(xiě)出明確的測(cè)量方法及要求。紫外可見(jiàn) 分光光度計(jì)的線性度在定量分析工作中有著極其重要 的意義，文獻(xiàn)4指出，如果儀器的線性度很差，就不 可能得到好的定量分析結(jié)果。光學(xué)儀器第37卷第2期劉明蘭，等：紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)線性度 測(cè)試方法2測(cè)試方法分光光度計(jì)線性度測(cè)試的方法很多， 常用的方

7、法大致有：（1）溶液稀釋法：將重銘酸鉀 稀釋到不同濃度，測(cè)量不同波長(zhǎng)處的吸光度（一般需 測(cè)85個(gè)吸光度值），然后根據(jù)此數(shù)據(jù)作曲線，判斷線 性度。（2）中性濾波片法：一般以3塊中性濾波片疊 加，比較測(cè)定值與計(jì)算值之差來(lái)判斷線性度。（3）百 分法：使被測(cè)試樣濃度成倍增加，測(cè)其吸光度并作曲 線，判斷實(shí)驗(yàn)值偏離比爾定律直線部分的程度。（4） 改變池厚法：用不同厚度的樣品池來(lái)測(cè)量重輅酸鉀的 吸光度，以此觀察光度計(jì)的線性度。（5）旋轉(zhuǎn)扇形板 法：將不同透射率的扇形板置于樣品光束中旋轉(zhuǎn)，測(cè) 出各點(diǎn)透射率并與真值進(jìn)行比較。（6）光疊加法：利 用雙孔規(guī)來(lái)分段測(cè)量，然后用曲線判斷線性度。李昌 厚教授曾通過(guò)實(shí)踐提出

8、l/lcm法（即雙對(duì)數(shù)測(cè)量法）, 但是該方法需配制級(jí)數(shù)遞增的不同濃度試樣，存在配 樣誤差，所以本文提出了以體積分?jǐn)?shù)測(cè)試光度計(jì)的線 性度的方法，通過(guò)配制不同體積分?jǐn)?shù)的溶液，來(lái)測(cè)量 其線性度。表1是幾種線性度測(cè)試方法的比較。表1幾種線性度測(cè)試方法的比較tab.lthe comparison of a few linearity test methods方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)溶液稀釋法能檢查線性范圍，能找 出最佳工作區(qū)無(wú)法校正線性誤差，方法繁瑣，需要測(cè) 85個(gè)點(diǎn)中性濾波片法操作簡(jiǎn)單濾波片絕對(duì)吸光度標(biāo) 定較困難百分法設(shè)備簡(jiǎn)單存在配樣誤差，不能測(cè)出線 性范圍改變池厚法能測(cè)出線性范圍不能校正線性誤差 旋轉(zhuǎn)扇形板法適

9、于紅外光譜儀（即紅外區(qū)）至少要9塊扇區(qū)板，成本高，不適用于uv光疊加法比較科學(xué)， 比較標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用性差l/lcm法直觀性強(qiáng)，能同時(shí)測(cè)出線 性范圍，能找出最佳工作區(qū)，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便， 實(shí)用性強(qiáng)存在配樣誤差，理解較難本文方法原理簡(jiǎn)單, 設(shè)備簡(jiǎn)單，吸光度測(cè)量范圍靈活可調(diào)，操作簡(jiǎn)便重復(fù) 的步驟較多3實(shí)驗(yàn)本文利用水質(zhì)儀標(biāo)定法來(lái)配制標(biāo)準(zhǔn)液，通過(guò)定性配制溶液，測(cè)得溶液在特定波長(zhǎng) 的吸光度，從而得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過(guò)與比爾定律的直 線部分對(duì)比，得到儀器的線性度。實(shí)驗(yàn)所用儀器及試 劑有g(shù)10uv光度計(jì)、綠色食品染劑、移液器（iml 和5ml）、石英比色皿和攪拌機(jī)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1） 由于食品染劑本身比較濃，首先稀

10、釋食品染料。因此, 在54 ml蒸憾水中加入6 ml食品染劑，得到60 ml的 測(cè)試母液，設(shè)其體積分?jǐn)?shù)為c0。（2）在500 ml的燒杯中加入150 ml （設(shè)為v2）的蒸館水，作為測(cè)試液。（3）用移液槍將1 ml （設(shè)為體積v0）的母液加入到500 ml的燒杯中，并攪拌均勻，得到該點(diǎn)的測(cè)試液。圖1260 nm處食品染劑的吸光度f(wàn)ig.lthe absorbance of dye at 260 nm （4）用移液槍將測(cè)試液加入到石英比色皿，放入分光光度計(jì)的樣 品槽，以蒸憎水作為參照，測(cè)量在波長(zhǎng)260 nm>340 nmw 590 nm處的吸光度，并記錄數(shù)據(jù)。（5）將比色皿 內(nèi)的測(cè)試溶液倒

11、回500 ml的燒杯中，重復(fù)步驟(3) 和(4),直至測(cè)到儀器顯示超出測(cè)量范圍。溶液的體 積分?jǐn)?shù)t可表示為t=nxv0nxv0+vl (2)式中n是 重復(fù)次數(shù)。分別在260 nm、340 nm和590 nm處測(cè)得 不同t值時(shí)的吸光度，得到光度計(jì)的線性度分別如圖圖2340 nm處食品染劑的吸光度f(wàn)ig.2the absorbance of dye at 340 nm 圖 3590 nm處食品染劑的吸光度f(wàn)ig.3the absorbanee of dye at 590 nm從圖1-3可以看岀，吸光度與體積分?jǐn)?shù)的線性相 關(guān)度r2可達(dá)到0.99以上，清楚地顯示了光度計(jì)在特 定波長(zhǎng)處的線性測(cè)量范圍，儀器使用者可根據(jù)線性度 對(duì)儀器進(jìn)行校正或進(jìn)行樣品體積分?jǐn)?shù)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。4 結(jié)論本文提出了一種無(wú)需計(jì)算溶液具體濃度，直接利 用溶液體積分?jǐn)?shù)比例關(guān)系就可測(cè)出儀器的線性度的方 法。在需要精確計(jì)算溶液濃度時(shí)，僅需再知道母液的 濃度即可計(jì)算各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的具體濃度，并且兩次測(cè)量 的間距也是可以控制的，從而可以減少測(cè)試點(diǎn)，不用 像溶液稀釋法那樣必須測(cè)85個(gè)點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該 方法可以定性地測(cè)出儀器的線性度，測(cè)試溶液的體積 分?jǐn)?shù)可以由低到高一直增加，直到光度計(jì)超出儀器的 測(cè)試范圍。該方法能很好地測(cè)出儀器的線性范圍，獲 得更好的線性度，使儀器的使用者得到更精確的實(shí)驗(yàn) 結(jié)果。本方法也可在儀器的生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)試其線