分光光度计是一种精密的科学仪器,主要由光源、单色系统、样品池(吸收池)、检测器、记录并显示系统(如下图展示);主要是将较为复杂的光分写为光谱线的仪器设备。用于其主要工作原理和特性,被广泛运用。
其实测量是否精准,还是看操作者是否正确操作仪器,那么此篇文章小编主要是带大家了解下分光光度计的一般使用过程及注意事项:
一、使用过程:
开机预热-选定测定功能(通常为:光度或光谱)-选定波长(在200~600nm范围内,每隔5nm选择一个波长)-调零(用空内溶液)-测定溶液的吸光度(用待测的各溶液)。
这些步骤对每个仪器来说稍有不同,但主要部分基本相同,下面简要说明其中几个步骤
1.)开机预热
接通仪器电源,注意检查电压是否和仪器要求的吻合。打开电源开关, 仪器预热20min。这是分光光度计使用的第一步。
2.)选定测定功能
早期一般的分光光度计用旋钮调节选择测定吸光度(A)或是透光率(T);但是现在较好的分光光度计都是自动显示的,有些先进的仪器功能很多,但是常用的功能为测定吸光度值或光谱。
3.)选定(确定)测定波长
要测定吸光度,必须选择测定波长(或波长范围),分光光度计都有该功能键。
4.)调零(用空内溶液)
测定准确的待测物质的吸光度,要扣除测定溶液中其他物质的吸收,以及比色皿可能产生的吸收,所以需要选择合适的空白溶液放入样品室,调节吸光度(A)为“0”或透光率(T)为100% ;分光光度计上也有该功能键。
5.)测定(用待测的各溶液)
完成上述步骤后就可以将各待测溶液放入样品室中测量其吸光度(A)。
二、注意事项:
1.分光光度计需要放在相对干燥的环境下且不宜光照,使用的时候一定要将仪器放置在较为平稳的台面上,然后下一步操作。
2.使用之前一定要要先了解该仪器的各个部件按钮,了解其含义;检查电源接线是否正常,旋钮是否调至起始位置,检查完毕以后在进行使用。
3.在未接通电源时,指针必须是在“0”刻度线上的,如果不是,则需要进行校准,待指针指示至“0”刻度线上以后,方能接电进行使用。
提示:每个产品的使用可能稍有不同之处,如果有疑问之处,望大家多参考使用使用仪器的操作规程,正确使用避免错误。
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由于分光光度计是一种常用的实验室分析仪器,所以无论是从款式上还是价格上五花八门,一般往往给初购者造成眼花缭乱、令人无所适从的感觉;价格因素一般是购买者首先考虑的问题,尽管分光光度计种类繁多,但不外乎:简易型、中档型和高档型三大类:
(1)简易型仪器及其特点:
结 构:这种类型的仪器多为单光束型,即只有一束光照射到样品室内;光源一般仅有钨灯;样品支架一般为推拉式四联池架;波长选择多为手动查找,重复性差;狭缝为一个固定宽度模式;光学性能指标较低;检测器多为光敏二极管;显示器多为机械表头或数码管显示器,数据处理器一般没有。此类仪器生产以国内厂家居多。测量模式:多为定点(固定波长)吸光度或透过率测量方式,基本不能进行波长扫描测量。适应范围:小型实验室及示范教学,分析样品相对简单,测试结果精度要求不高。价 格:相对低廉,一般在2万元人民币以下,所以还有一定的市场。
(2)中档型仪器及其特点:
结 构:此类仪器多为双光束型或准双光束型,但也有单光束仪器型;光源有钨灯和氘灯;样品池支架为两个固定式,分别是样品通道和参比通道;波长按照设定模式自动查找或扫描;狭缝多数仍为2nm固定宽度模式,也有1.5nm狭缝宽度的;检测器多数是硅光二极管,但也有少数用光电倍增管的;光学性能相对较高,其中光栅的技术指标尤为重要,较佳的光栅为凹面型,为此无论在分辨率还是在杂散光方面指标要优于简易型仪器;显示器为液晶式或连接电脑,数据处理可由仪器自身具有的或外接计算机处理。并有一定的测量附件。测量模式:透过率、吸光度、浓度直读、单光束;单点及扫描均可。适应范围:此类仪器基本可满足大多实验室分析需要。价 格:3~10万人民币之间,此类型仪器占分光光度计的比例最大。
(3)高档型仪器及特点:
结构:除了中档仪器的特点外,主要是光学系统的设计和制造工艺水平更高了,比如使用了大尺寸的凹面光栅,并且光栅刻槽数大于1800条/mm;波长检测范围有的仪器在近红外区已经超过1100nm,可达到2600nm;狭缝均为连续可调型,以适应高分辨率的需要,波长扫描速度的档位也增加了,检测器均使用高灵敏度的光电倍增管和红外检测器;数据处理目前基本是电脑来执行;衡量一台仪器的另外一个指标是看此仪器是否具有丰富的附属测量器件,如偏振附件、积分球附件、反射附件、自动进样器附件、色度分析软件、薄膜附件等等。测量模式:透过率、吸光度、浓度直读、反射方式、能量方式,单点、扫描均可;适应范围:科研、光学产品的检测、生化样品检测、复杂样品检测等。不但可以测液态样品,也可测固态样品。
我们如何来评价一台紫外可见分光光度计的优劣呢? 首先,我们要来考察它的外观。然后,我们探讨一下会对仪器的使用有很大影响的几个重要指标:
1、 杂散光 它指不应该有光的地方有了光。它是光谱测量中误差的主要来源。这个值当然越小越好了。
2、 光度准确度 光度准确度指实际测量的光度读数值与真值之差。它是用户对仪器的直接要求,每个用户都必须重视。
3、 噪声 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。这个指标也是越小越好。
4 、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。
5、 稳定性 稳定性是使用者zui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。
6、 噪声 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。这个指标也是越小越好。
7、 波长的准确度和重复性 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?可见这个指标的重要性。
总之,这几个指标都是相互独立又相互关联的,每个指标对仪器的使用都有很大影响。希望大家在选购紫外、可见分光光度计时,多做比较,多做判断,切实找到一个稳定可靠的好帮手。
我们选择时需要根据自己实验室的需要 ,主要考虑光学构造和光源、检测方法、样品类型和数据处理等因素。
1.光学构造
一般来说,紫外光分光光度计分为单光束和双光束两类。1单光束型主要是依赖单束光进行测量。一束给定波长的光通过对照物,然后再通过实际样品溶液,就能得到吸光结果。
双光束型则是通过一个斩光轮(mirrored chopper wheel)将一束光分成两束,分别测量对照样品和实际样品。可以zui小化光漂移(lamp drift)和减少测量时间。一些双光型光度计不利用斩光轮,而是利用一种光束分光器来代替,将一束光分成两束平行的光然后同时测量对照样品和目的样品。因为增加了测量的速度,所以双光束分光光度计在测量一些溶液随时间动态变化的研究中大有用处。
2.样品类型
在大部分的样品类型中,分光光度计可接受样品孔、小玻璃管cuvette、吸浆管和微孔板。
用小试管装样品容量一般从1 μl-5ml,并且一些仪器装备了各种样品固定物来满足各种改变需要。
3.光源和检测方法
分光光度计的光谱也是需要考虑的一个重要因素。
紫外分光光度计一般覆盖190nm和380nm波长,通常利用氘灯照明。一些特殊的仪器可以提供满足光子学和半导体研究需要的光谱范围。
有的仪器可以选择 多种光源 :紫外光、可见光和甚至红外光(780 nm 至3,000 nm)。钨灯和卤素灯一般只覆盖可见光部分(大约380 nm 到800 nm)。而氙灯则可以覆盖紫外光和可见光区域。
分光光度计的带宽(bandwidth)很大程度上依赖于单色仪的狭缝的宽度。可以投射出实验要求的光谱。一种严格带宽使得仪器能对复杂的混合物进行高分辨率的吸光测量。可变的单色仪的狭缝宽度能使一台分光光度计满足多种实验需要。
分光光度计通常使用光电倍增管和光敏二极管测量吸光值。
4.样品类型
在大部分的样品类型中,分光光度计可接受样品孔、小玻璃管cuvette、吸浆管和微孔板。
用小试管装样品容量一般从1 μl-5ml,并且一些仪器装备了各种样品固定物来满足各种改变需要。
5.数据管理
大部分单机型的分光光度计包含了驱动仪器运行和管理数据的软件。高性能的仪器,通常与PC机一起联用,需要从制造商提供额外的软件。
由此可见紫外、可见分光光度计是一种常规的实验室分析仪器。可广泛用于无机物、有机物的定性、定量分析中,在科研、制药、化工、环保、卫生、防疫等领域中发挥重要的作用。
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