分光光度计的测量误差来源

王中泰

分光光度计的测量误差来源

分光光度计是利用物质对光的选择性吸收的特性 , 以较纯的单色光作为入射光 , 测定物质对光的吸收 , 从而对物质进行定性或定量分析的仪器。在使用过程中常常会出现测量误差，这些误差来源于测量过程的各个方面，但主要来源于仪器本身性能和测量条件的选择两个方面。

一、仪器本身性能带来的误差

1 、复色光对比耳定律的偏离

比耳定律成立的前提条件是入射光是单色光，但是精度再高的仪器，即使是双单色器的分光光度计，也只能获得近乎单色的光，无法获得纯单色光，它仍然含有狭窄光通带，具有复色光的性质。而复色光会导致比耳定律的正或负偏离。

固定狭缝的紫外分光光度计光谱带宽一般为 1nm 或 2nm ，可调狭缝的可以做到 0.1nm ；可见分光光度计光谱带宽 6nm 、 8nm ，甚至十几纳米。光谱带宽应该是越小越好，但是随着光谱分辨率的提高，仪器的灵敏度降低，所以选择仪器时要综合考虑各种条件的影响。当溶液浓度较小且单色光较纯时，可近似认为符合比耳定律。

2 、杂散光的影响

杂散光是指进入检测器的处于待测波长光谱带宽范围外的其他波长组分，它是光谱测量中误差的主要来源。

产生原因：

分光光度计的色散元件、反射镜、透镜及单色器内壁灰尘等。在分光光度计工作波段边缘波长处，由于单色器透光率、光源辐射强度、检测器灵敏度都较低，杂散光的影响更为显著。

杂散光限制仪器的分析上限可引起严重的测量误差，实际工作中，在定量分析时，一般在吸收峰或其附近处测量样品吸光度，如果在分析波长处含有杂散光，这时样品的透光率较小，而杂散光大部分透过，使测量吸光度低于真实吸光度。

3 、仪器噪声对测 t 的影响

仪器噪声也是仪器的一个重要指标，它表征仪器做稀溶液的能力。是叠加在待测量的分析信号中的不需要的信号，扫描 100%T 和 0%T 线，可观察到分光光度计的绝对噪声水平，如果仪器噪声较大，会掩盖较小的测量信号，一般用噪音的二倍来表示仪器的灵敏度。

4 、波长和吸光度准确度

样品的每一个值都是在一定的波长下测得的，如果波长误差很大，测出的值肯定不准。吸光度准确度也是用户对仪器的直接要求，更应引起足够的重视。国家计量检定规程规定双光束紫外可见分光光度计透射比准确度为 A 级 ±0.6% ， B 级 ±1.0% 。

二、测量条件的选择

1 、参比溶液和溶剂的选择

分光光度计的测量实际上是以通过参比池的光强度作为入射光强度来测定试样的吸光度，先调节仪器使透过参比池溶液的吸光度为零，然后让同一束光通过样品，使得吸光度比较真实地反映待测物质的浓度，所以参比溶液的选择非常重要。如果仅有待测物质与显色剂的反应产物有吸收，可用纯溶剂或蒸馏水作参比溶液。

如果显色剂有颜色，并在测定波长下有吸收，则用显色剂溶液作参比溶液，所加入显色剂及其它试剂的量，与试样中的加入量应一致。如果样品中其它组分本身的颜色对测定有干扰，而所用显色剂没颜色，则用不加显色剂的样品溶液作参比液。

正确选择合适的溶剂，对提高分析的准确度起重要作用。为减小溶剂中杂质的影响，应选择高纯度的溶剂；溶剂应不与待测物质发生化学反应；待测物在溶剂中要有一定的溶解度；在测定的波长范围内，溶剂本身没有吸收，注意常用溶剂的最短可用波长；当用挥发性大的溶剂时，测量过程中吸收池应加盖。

2 、测试波长的选择

当用分光光度计对溶液进行测定时，首先需要选择合适的测量波长。选择的依据是该被测溶液的吸收曲线。在一般情况下，选择最大吸收波长作为测量波长，这样可以提高灵敏度。

而在有些情况下最大吸收峰很尖锐、吸收过大或附近有干扰存在，就不能选最大吸收波长，而必须在保证有一定灵敏度的情况下，选择吸收曲线中的其它波长进行测定 ( 曲线较平坦处对应的波长 ) ，以消除干扰。绘制吸收曲线是正确选择波长的有效手段和方法。

3 、吸光度范围的选择

吸光度不同，试样浓度的相对误差不同，一般选择吸光度在 0.2 ～ 0.8 之间，浓度相对误差较小，可以通过改变吸收池厚度、检测波长或待测溶液浓度，使吸光度读数在适宜的范围内。

4 狭缝宽度的选择

狭缝宽度不仅影响光谱纯度，还影响吸光度值，在定量分析时，为获得足够的测量信号，应采用较大狭缝。在定性分析时，为提高分辨率，应采用较小狭缝，以获得精细的光谱结构。

5 、吸收池的选择

吸收池规格应根据被测溶液颜色深浅来确定，一般是被测溶液颜色深时选光程短的，颜色浅时选光程长的，同一实验使用同一规格同一套吸收池。在定量测量前要对吸收池进行校正和配对，吸收池不匹配，会对测量产生误差；吸收池方向不同，透光率也有差异，使用时应注意方向。比色皿毛玻璃一面的箭头应与光路保持一致。另外，使用时溶液不要注的太满，以防在推动比色皿架时溶液溢出。若透光壁外有溶液存在，要擦干再测，否则将产生误差。

6 、温度的选择

温度对溶液颜色的深浅和吸光度都有影响，温度升高，紫外 — 可见光谱吸收向短波方向移动。故在绘制标准曲线和测定样品时，应保持温度一致，通常在室温条件下进行。

由于分光光度计引起的测量总误差除来自仪器自身性能、测量条件外，还来自于分析过程的各个步骤，如试样处理、分离富集等，可能由于化学操作引起待测组分的损失和杂质引入。所以出现不可接受的测量误差时要从多方面分析。