在使用“上了年紀”的紫外分光光度計時,我們經常會碰到一些讓人頭大的問題。不是光源不亮,就是不能歸零……
這對頭發本就不“富裕”的科研人來說,更是雪上加霜!為了從根源上減少它故障的頻率,今天我們就全麵地了解下紫外分光光度計!(文後附常見問題與解決措施)
紫外分光光度計
紫外分光光度計是廣泛應用於生物、醫(yi)學(xue)等(deng)多(duo)個(ge)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)的(de)儀(yi)器(qi)之(zhi)一(yi)。紫(zi)外(wai)分(fen)光(guang)光(guang)度(du)計(ji)儀(yi)器(qi)分(fen)析(xi)法(fa)是(shi)利(li)用(yong)物(wu)質(zhi)分(fen)子(zi)吸(xi)收(shou)紫(zi)外(wai)可(ke)見(jian)光(guang)譜(pu)區(qu)輻(fu)射(she)的(de)一(yi)種(zhong)儀(yi)器(qi)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)。其(qi)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)依(yi)據(ju)朗(lang)伯(bo)・比爾定律――光被透明介質吸收的比例與入射光的強度無關,光的吸收與吸收層厚度、溶液濃度、光吸收率成正比,可用下式表示:
A=k×b×c
(A為吸光度;k為摩爾吸光係數;b為光程,即盛放溶液的液槽的透光厚度;c為溶液濃度。)
儀器結構
紫外分光光度計由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號顯示係統五大部分組成。
光源:是提供符合要求的入射光的裝置,有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用於可見光區,一般為鎢燈和鹵鎢燈,波長範圍是350nm~1000nm;氣體放電光源用於紫外光區,一般為氫燈和氘燈,連續波長範圍是180nm~360nm。
單色器:功能是將光源產生的複合光分解為單色光和分出所需的單色光束,它是分光光度計的心髒部分。
吸收池:youchengbisemin,gongshengfangshiyejinxingxiguangduceliangzhiyong,qidijiliangceweimaoboli,lingliangmianweiguangxuetouguangmian,weijianshaoguangdefanshesunshi,xishouchideguangxuemianbixuwanquanchuizhiyuguangshufangxiang。genjucaizhikefenweibolichiheshiyingchiliangzhong,qianzheyongyukejianguangguangquceding,houzheyongyuziwaiguangqu。
檢測器:是shi將jiang光guang信xin號hao轉zhuan變bian為wei電dian信xin號hao的de裝zhuang置zhi,測ce量liang吸xi光guang度du時shi,並bing非fei直zhi接jie測ce量liang透tou過guo吸xi收shou池chi的de光guang強qiang度du,而er是shi將jiang光guang強qiang度du轉zhuan換huan為wei電dian流liu信xin號hao進jin行xing測ce試shi,這zhe種zhong光guang電dian轉zhuan換huan器qi件jian稱cheng為wei檢jian測ce器qi。
信號顯示係統:是將檢測器輸出的信號放大,並顯示出來的裝置。
優勢
可重複使用樣品;
可以快速進行測量;
儀器使用操作簡單;
數據分析操作簡單;
產品成本、操作成本低。
局限性
雜散光。波長選擇器並不完美,來自寬波長範圍的少量光仍可能從光源傳輸,這可能會導致嚴重的測量錯誤。
光(guang)散(san)射(she)。這(zhe)通(tong)常(chang)是(shi)由(you)液(ye)體(ti)樣(yang)品(pin)中(zhong)的(de)懸(xuan)浮(fu)固(gu)體(ti)引(yin)起(qi)的(de),這(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)嚴(yan)重(zhong)的(de)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)。比(bi)色(se)皿(min)或(huo)樣(yang)品(pin)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)氣(qi)泡(pao)會(hui)散(san)射(she)光(guang),導(dao)致(zhi)無(wu)法(fa)重(zhong)現(xian)結(jie)果(guo)。
來自多個吸收物種的幹擾。為了進行適當的定量分析,應將每種化學物質從樣品中分離出來並單獨檢查。
組件的偏差。任何儀器組件未對準定位,尤其是固定樣品的比色皿,都可能產生不可重複和不準確的結果。
操作步驟
STEP 1:開機預熱
在儀器測試之前一定要進行預熱,預熱的時間應該大於20min。檢查樣品室中是否有遮光物,有則取出。
STEP 2:光源選擇
電源打開後,鎢燈會亮起。若在波長200nm~290nm之間工作,則光源切換至氘燈;在波長290nm~360nm之間工作,則要同時點亮氘燈和鎢燈。
STEP 3:波長選擇
輸入所需波長。
STEP 4:設備校準
沒有開機自動校準功能的設備需按說明書手動校準。
STEP 5:開始測量
按START鍵(jian)開(kai)始(shi)測(ce)量(liang),通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)裝(zhuang)有(you)蒸(zheng)餾(liu)水(shui)的(de)吸(xi)收(shou)池(chi)調(tiao)零(ling)後(hou)放(fang)入(ru)樣(yang)品(pin)和(he)參(can)比(bi)樣(yang)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi),並(bing)記(ji)錄(lu)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)。測(ce)定(ding)前(qian)要(yao)經(jing)過(guo)預(yu)實(shi)驗(yan)確(que)定(ding)合(he)適(shi)的(de)樣(yang)品(pin)濃(nong)度(du),讓(rang)反(fan)應(ying)後(hou)的(de)待(dai)測(ce)溶(rong)液(ye)的(de)光(guang)吸(xi)收(shou)值(zhi)位(wei)於(yu)0.3~0.7之間。否則,待測數據不能正確反映實際變化。如果不同樣品之間濃度差異較大,則在測定時應先測定低濃度樣品(淺色),再定測高濃度樣品(深色)。
STEP 6:數據處理
定量測試時通常需要先測定若幹個已知濃度的待測物標準樣品,根據其吸光值與濃度繪製標準曲線。
STEP 7:關機
測量完畢後取出吸收池,清洗並晾幹後入盒保存。關閉電源,拔下電源插頭,在樣品室內放入幹燥劑,蓋上樣品室蓋,罩上防塵罩。
常見問題與解決措施
問題1:接通電源後,光源不亮
原因:①保險管燒壞;②光源燈泡損壞。
措施:①更換保險管;②檢查氘燈和鎢燈是否損壞,若損壞則及時更換燈泡。
問題2:吸光值出現負數
原因:沒做空白對照,樣品吸光值小於空白參比液。
措施:先做空白對照。
問題3:基線某段噪音很高
原因:濾光片受潮發黴,導致光能量損失嚴重。
措施:更換濾光片。
問題4:吸光值信號上下擺動
原因:開關觸點因長期氧化導致接觸不良。
措施:用金屬活化劑清洗按鍵觸點。
問題5:數字顯示不能歸零,同時圖線記錄基線位置偏高
原因:①信號處理板可能發生故障;②光電倍增管等老化,性能降低;③前置放大板出現故障,引起反饋量增大。
措施:①開(kai)機(ji)通(tong)電(dian),先(xian)做(zuo)記(ji)錄(lu)故(gu)障(zhang)曲(qu)線(xian),與(yu)原(yuan)始(shi)記(ji)錄(lu)的(de)標(biao)準(zhun)曲(qu)線(xian)對(dui)照(zhao),找(zhao)出(chu)異(yi)同(tong)點(dian),並(bing)做(zuo)定(ding)性(xing)定(ding)能(neng)分(fen)析(xi)。然(ran)後(hou)用(yong)一(yi)隻(zhi)同(tong)型(xing)號(hao)規(gui)格(ge)的(de)新(xin)光(guang)電(dian)倍(bei)增(zeng)管(guan)替(ti)換(huan)機(ji)上(shang)的(de)光(guang)電(dian)管(guan),再(zai)開(kai)機(ji)實(shi)驗(yan),若(ruo)結(jie)果(guo)記(ji)錄(lu)出(chu)來(lai)的(de)圖(tu)線(xian)並(bing)沒(mei)有(you)什(shen)麼(me)變(bian)化(hua),則(ze)證(zheng)明(ming)光(guang)電(dian)倍(bei)增(zeng)管(guan)沒(mei)有(you)老(lao)化(hua)變(bian)質(zhi)。②進jin一yi步bu檢jian查zha信xin號hao處chu理li板ban各ge元yuan器qi件jian是shi否fou損sun壞huai,對dui影ying響xiang靈ling敏min度du有you關guan的de電dian位wei器qi進jin行xing檢jian測ce,看kan數shu據ju是shi否fou正zheng常chang。若ruo都dou正zheng常chang則ze說shuo明ming信xin號hao處chu理li板ban沒mei有you故gu障zhang。③對(dui)以(yi)上(shang)部(bu)件(jian)檢(jian)查(zha)都(dou)沒(mei)有(you)問(wen)題(ti),那(na)麼(me)故(gu)障(zhang)很(hen)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)在(zai)前(qian)置(zhi)級(ji)放(fang)大(da)板(ban)。應(ying)采(cai)用(yong)模(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)對(dui)前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)板(ban)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang),先(xian)利(li)用(yong)直(zhi)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan),把(ba)各(ge)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)加(jia)上(shang),使(shi)其(qi)電(dian)路(lu)單(dan)獨(du)工(gong)作(zuo),把(ba)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)發(fa)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)加(jia)到(dao)輸(shu)入(ru)端(duan),再(zai)用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)接(jie)在(zai)輸(shu)出(chu)端(duan)測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)。將(jiang)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)與(yu)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)對(dui)比(bi),若(ruo)結(jie)果(guo)波(bo)形(xing)相(xiang)同(tong),說(shuo)明(ming)電(dian)路(lu)沒(mei)有(you)故(gu)障(zhang)。用(yong)相(xiang)同(tong)方(fang)法(fa)對(dui)另(ling)一(yi)個(ge)帶(dai)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)開(kai)關(guan)管(guan)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang),輸(shu)入(ru)端(duan)加(jia)入(ru)信(xin)號(hao)後(hou),示(shi)波(bo)器(qi)若(ruo)沒(mei)有(you)測(ce)出(chu)輸(shu)出(chu)端(duan)信(xin)號(hao),則(ze)判(pan)斷(duan)開(kai)關(guan)管(guan)是(shi)損(sun)壞(huai)的(de),應(ying)換(huan)上(shang)同(tong)一(yi)型(xing)號(hao)規(gui)格(ge)的(de)新(xin)開(kai)關(guan)管(guan)。
開機前將樣品室內的幹燥劑取出,儀器自檢過程中禁止打開樣品室蓋。
比色皿內溶液以皿高的2/3~4/5為wei宜yi,不bu可ke過guo滿man以yi防fang液ye體ti溢yi出chu腐fu蝕shi儀yi器qi。測ce定ding時shi應ying保bao持chi比bi色se皿min清qing潔jie,池chi壁bi上shang液ye滴di應ying用yong擦ca鏡jing紙zhi擦ca幹gan,切qie勿wu用yong手shou捏nie透tou光guang麵mian。測ce定ding紫zi外wai波bo長chang時shi,需xu選xuan用yong石shi英ying比bi色se皿min。
測定時,禁止將試劑或液體物質放在儀器的表麵上,如有溶液溢出或其它原因將樣品槽弄髒,要盡可能及時清理幹淨。
shiyanjieshuhoujiangbiseminzhongderongyedaojin,ranhouyongzhengliushuihuoyoujirongjichongxibiseminzhiganjing,daolilianggan。guandiaodianyuan,zaijiangganzaojifangruyangpinshinei,binggaishangfangchenzhao,zuohaoshiyongdengji。
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紫外分光光度計的發展曆史可追溯到幾百年前。1852年,Beer參考了Bouguer在1729年和Lambert在1760niansuofabiaodewenzhang,tichulefenguangguangdudejibendinglv,jiyecenghouduxiangdengshi,yansedeqiangduyuchengserongyedenongduchengbili,congerdiandinglefenguangguangdufadelilunjichu,zhejiushizhumingdelangbo・比爾定律。1854年,Duboscq和Nessler等人將朗伯・比爾定律應用於定量分析化學領域,並且設計了第一台比色計。1918年,美國國家標準局製成了第一台紫外分光光度計。此後,紫外分光光度計經過不斷的改進,又出現自動記錄、自動打印、數字顯示等各種新的功能。這使得分光光度法的靈敏度和準確度不斷提高,應用範圍不斷擴大。
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