仪器分析原理.doc

何谓光谱分析法 : 所谓光谱分析法,主要利用光与物质之间产生的 吸收 ; 放射 ;或 散射的交互作用,所产生的讯号(Signal)再经过检测器(Detector)侦测到,于是User再以读出的讯号值来判断与分析物种的特性. 何谓原子吸收与放射 : 所谓原子吸收,主要利用辐射穿过原子粒子所组成的媒介物质时 只有某特定频率或某波长范围的光会被其吸收,此时原本处于基态(Ground State) 或低能阶的粒子会因吸收而提升至激发态(Exited State)的粒子或高能阶. 当激发态(Excited State)的粒子利用放光方式回到低能阶或称基态(Ground State)的过程称为放射(Emission),同时检测器(Detector)也侦测到粒子所放射出的讯号(Signal),之后USER再利用读出装置(或称积分器)读出的讯号值来分析与判断. 仪器组件 : UV-Vis : H2 ; D2 Lamp ; 连续光源 Wu:常用于可见光与近红外光 有许多形状与大小,一般来 说带状的钨丝优于其他钨丝 ,在钨丝中添加卤素(如碘),不 仅增加灯的寿命,而且使用时 的温度会增加.进而造成光 强度也增强,不过稳定性较 差. 光源 IR : Nerst glower辉光灯: 辉光灯是廉价有用的IR光源,若妥善 保护,可以长期使用. Nerst是辉光灯的发光材料,此材 料含有Zr ; Y或Th的半导体物质. Globar炽棒灯:它的材质比辉光灯 牢固,它的发光材料为碳化硅,它在短 波长的发光度优于辉光灯,不过因为 需要用水冷式降温而且价格昂贵所以 相对的成为它的缺点. 线光源 中空阴极管(AAS): 在阴极表面涂上要分析 的元素,然后使它产生元素的线状光谱. 常应用在原子吸收与原子荧光光谱上方面. 金属蒸气汞灯: 有钠灯与汞灯. 钠灯 : 主要产生589.6nm 与589.0nm 汞灯 : 主要产生254734nm 注: D2 Lamp在656.1nm与486.0nm有吸收峰， SP8001就是利用Measure Bandwidth 来看656.1nm是否有吸收,来判断WL Accuracy 至于Cary50的Xe灯在541.9nm有吸收.(a) *波长选择器 : 棱镜 (Prism ) 单色器(Monochromator) 光栅 (Grating) 吸收滤光镜 (Absorption) 滤光镜 (Filter) 干涉滤光镜 (Interference Filter) UV-Vis的原理:光谱仪乃是观察电磁波的波长与侦测物之间的作用情形.波长范围如下: (紫外光) (可见光) (红外光)真空紫外光 远紫外 近紫外 蓝光 黄光 红光 近红外光 100 200 300 400 500 600 700 800 nm UV-Vis在光波长200800nm范围内,去侦测由化合物分子外层轨道电子跃迁的能量.(1nm=10-9 ; 1m=10-6 ;波数 cm-1 * 波长m=10000 ;1A0=10-10) 当光的能量达到电子跃迁所需的能量时,电子将会从化合物基底状态轨域跃迁至高能量的分子轨域,这个波长的”光能量”同时被化合物分子所吸收,而有吸收光谱显示出来,因此紫外光可见光光谱吸收又可称为电子吸收光谱,因为电子会吸收光能量,进而造成而有跃迁的现象,由于一般玻璃会吸收紫外光(350nm以下),所以此时Cuvette必须使用石英玻璃或是融合硅材质. 目前我们UV / Vis 的系统提供波长的Range各是多少? Ans: SP8001:200-1100 nm ; Cary 50: 190-1100nm. 2PC: 200-1100 nm 所以依每个仪器设计而定 A 1个sine波 ; 是指波长 ; A代表振幅所谓单色(光)器 (Mono Chromator): 所谓单色器主要将由光源辐射出来的多色光经由分离的过程分离成所需的单色光,利用”部分的”单色光来进行光谱分析,所以这种装置就叫做单色器,有棱镜(分光)单色器与光栅(分光)单色器两种,用于定性与定量. 单色(光)器的主要组件有: Len ; Focal Mirror ; Prism 或 Grating Enterance Slit ; Exit Slit棱镜单色器装置如下:利用光穿透的原理 聚焦平面光源 Sample Slit(入射狭缝) 平行透镜(Lens)棱镜 聚焦透镜 Slit(出口狭缝) 注:实线代表我们所要的波长,通过Slit(出口狭缝) 虚线代表我们没有用到的波长,被焦聚平面檔掉. 透镜(Lens)的介绍:它通常会具有两个或多个折射面,其材料常以高透明的玻璃或石英(Quartz)来制造,因为此种材料物性的折射率才会一致. 聚焦透镜(Focal Mirrors)或称反射镜(Mirrors)的介绍: 将分离出的光束聚焦,准确的到达通过样品.棱镜的介绍：功能：在于用来分光,可以用来分散紫外光;可见光或红外幅射 或改变光束方向.棱镜结构材料：a. 必须能透过该 频率（波长）范围的辐射.b. 其折射率必须很低,以减少反射损失.c. 色散(折射)程度的决定是依折射率随频率改变的速率而定.棱镜常用材料： 石英棱镜：适用于紫外光、可见光、近红外光区(在3000nm左右) 玻璃棱镜：在350-2000nm的波长范围有较佳的分析能力.玻璃与石英的比较： 在波长范围350-2000 nm处,玻璃较石英适合用来制造棱镜,因为玻璃在这个频率范围内,它的折射率随波长改变而变的”变化频率”会比较大. 然而在波长350nm以下的区域,虽然折射率快速增大,但是相对应的玻璃吸收效应也快速增加,因此玻璃在350nm以下的区域并不适合作为棱镜. 由上图我们由虚线与透射光束构成的,得知由棱镜来分光造成的色散幅射,是非线性的. RED SAMPLE WHITE BLUE a a RED BLUE SAMPLE WHITE 此2图是指复色光穿越棱镜后拆成各成份的波长 代表电动马达带动棱镜转动的方向目前公司的PDA（D2 LAMP）仪器就是棱镜来分光的. 棱镜分光与光栅分光的好坏处?何时该用何种较好? 请用330-PDA及UV-1201来说明?同时说明为什么Grating 的Stray Light大于棱镜分光? Ans : 因为光栅的色散呈线性;所以紫外光与可见光的带宽是一样的, 不过坏处是容易产生Stary Light,至于棱镜因紫外光的带宽部份 较广, 非常合适USER用于有机物的量测,因为目前最常被使用的 Sample大都是有机物质,且在紫外光区都有吸收. 就330PDA用D2 LAMP来讲是用棱镜(后分光),所以分析速度 快,不过如果是采用Grating分光,则需用到步进马达来带动 Grating造成分光,所以在分析速度方面则慢了许多. 至于UV-1201是Single Bean也是D2 Lamp不过它是用 Grating分光,所以分析速度较慢因为需要用到步进马达 来带动Grating才能造成分光的效果.目前公司利用棱镜分光有那些机型?Ans: Sp-810 ; Sp-830 ; Sp-850 ; Sp-870 (范围在330-999nm可见光区) 光栅单色器装置如下:利用绕射原理,使光束产生分光效果. 凹面镜 聚焦平面(Focal Mirror) 入口slit 反射光栅(Grating) 出口slitGrating放大图： 单色光：入射角(i) 绕射光:反射角(r) 光栅垂直法线(N) 1(i) 2 (i)3 1 (r) 2 (r) 3 由此图我们知道利用Grating分光几乎呈线性 ,因为反射角会随波长改变的情况很小,所以入射角(i)等于出射角(r),不过分辨率没有用棱镜分光的好,但为什么会有较大的Stray Light,由Grating 放大图我们发现Grating表面因机械切割而呈锯齿状.所以有较大的Stray Light,不过就Varian AA的Grating来讲,因为它是用雷射切割,不是采用机械切割相对Varian AA的Grating的平面较平坦,所以产生Stray Light比较小. 请就Shimadzu2401及Cary100来比较?Ans: Shimadzu2401的Slit是采用做好的五种规格的Slit宽度,供USER选择. 但是就Cary100来讲Slit是用步进马达来调整Slit宽度,相对提供了 USER更多的选择空间. 为什么红外光能量较弱而UV较强?Ans: 因为红外光:波长大,能量小 紫外光:波长小,能量大作为单色器材质所需的条件:1. 必须能透过该频率范围的光束2. 折射率必须很低,以减少因反射(R%)所造成的吸收损失.所谓色散,是指不同材质的折射率会随着频率或波长的不同而改变 的现象.为什么Grating的分辨率没有棱镜分光好?而且为什么大尺寸的棱镜的分辨率较小尺寸的棱镜好?Ans:解析力(Resolving Power): R = / d对棱镜而言R = / d= b (dn / d)其中:指棱镜要分解某段放射线(如460.2 与 460.3),取平均波长(460.25)dn / d:色散平均值,表示折射率随波长而变的关系 例如:460.2与460.3的色散值,然后取平均值.b:棱镜基座的宽度(尺寸)所以由公式可知假设(dn / d)的值一样,如b的数值愈大,代表尺寸变大,则分辨率愈高,所以大尺寸的棱镜分辨率较小尺寸高.因为Grating的分辨率: R = /其中:指棱镜要分解某放射线(如460.2 与 460.3),取平均波长(460.25) :指波长相减,如(460.3 460.2)由公式得知,光栅分辨率随波长的增加而减少,所以它的分辨率不如棱镜棱镜与光栅色散的不同:棱镜的色散不具线性,表示反射角容易因波长的改变而有很大的改变光栅的色散呈线性,表示反射角不会因波长的改变而有太大的改变在光色散效果上,光栅Grating与棱镜Prism有何优缺点? 在作为色散组件上,光栅优于棱镜,其优点如下:1. 色散不会因波长而变故几乎呈线性,可使单色器的设计更简单2. 一样尺寸,Grating的色散效果优于 Prism.不过较大尺寸的Prism的分辨率就优于较小尺寸的Prism.3. Grating可用于远紫外光区(Far-UV)与远红外光区(Far-IR) 但是Prism在远紫外光区与远红外光区,却会发生吸收的现象.4. 棱镜的反射角度受限制,也就是指”长波”之间距离较”短波”更为接近至于光栅的反射角度都一样.5. 棱镜对温度变化敏感. 光栅的缺点: 会产生Stray Radiation光会产生散乱的辐射现象, 就是所谓的迷光(不该出现的光) 注:散乱辐射(Scattered Radition): 是指单光器的出口光束含有不同光学部位所产生的不同波长的辐射以及由灰尘粒子所产生的散射所以引起,Stary Radiation愈严重,会导致Beers Law(Calibration Curve)有负偏差(Negative Deviation). 迷光的影响:Stray Light Reaction 可以决定仪器最大的吸收值范围 所以过高浓度的Sample也会造成仪器测试结果有Stray Light的现象(High Order Spectrum),应视仪器Stray Light规格来决定最大的吸收值范围,再决定Sample的浓 度应该如何来配合. 如果Beer-Lambert Law产生偏移,而且浓度无法再稀释,我们应如何处理? ANS:利用波长控制ABS就可以控制Calibration Curve. 为什么高浓度会造成吸亮度与浓度不呈线性: 在高浓度时(通常0.01M),造成吸收物种之间的平均距离减少,而使得各粒子间的平均距离减少,造成各粒子互相影响对方的电荷分布,这影响会改变粒子本身吸收一定波长的能力,所以影响程度与浓度高低有关,若此现象一旦发生就会使吸亮度与浓度无法呈线性关系. (理想的abs值在0.1-0.8的范围内)狭缝(Slit)的介绍及重要性: 狭缝宽度(Slit Width)就是供光束通过的小孔的孔径,所以较窄的狭缝宽度,会得到较高节分辨率,但是相对的孔径愈小通过的光束能量也愈小,也使得*Signal与 Noise的比(简称S / N比)增加,所得出来的Spectrum因abs 不正常上升相对的分辨率也变差了,愈不遵守Beers law. 至于Slit Width愈宽,则会造成很多光束辐射通过Slit的困扰.注:Signal:指一个Sample的abs代表一个Signal Noise:指在无Sample状态下,Signal在短时间的改变量,称为Noise Signal与Noise的比: 通常S / N最好需 5在何种状态下,必须用到极低的Slit? Ans: 用在稀薄的样品 (如气体),因为极低Slit的S/N会提高, 也就是说讯号值提高,所以如果S/N变小,而且又是稀薄样品, 会因为Noise噪声值的比例过大,导致无法读出正确讯号值. 一部好的光学仪器设计应该有的条件？ ANS: 1.High Resolution高光谱分辨率,利于USER判断所需的PEAK 2.High Light Throughput高光穿透率,方便得到最好的结果 3.Low Stray Light 低迷光,方便得到最好的线性结果 带宽SBW(Spectrum Bandwidth)的介绍:带宽(Bandwidth): Bandwidth愈小,分辨率愈高.(所以与Slit宽度有关) 由下图可知带宽的形成 波长范围的大小,其表示方式是指缝宽(Spectral Slit Width)与 最高强度的一半(半高宽) 来当做光谱的”带宽”. “光谱带宽”的目的在于提供单色器产生”光的定量法”.也就是利用Slit的孔径尺寸来决定通过光束的能量.强度 最高强度的一半 nm 光谱带宽 光谱缝宽 波长1nm问题: 减少Slit的宽度,可以增加光谱纯度也就是增加分辨率, 但是应该减多少才好? 减少”狭缝宽”有一定的限度,当Slit减少,到达Sample与侦测器的”光能量”也减少,虽然高强度光源可以允许相当小的缝宽,不过还是要依侦测器的LOD最小侦测极限与灵敏度来决定Slit的尺寸,因为高灵敏度的侦测器对于因光电子造成的”背景Noise”也更容易侦测的到并扣除,相对避免光谱图形的质量因噪声影响而打折扣.滤光镜(Filter)的介绍与重要性:主要将不需要的波长范围,利用吸收或干涉,使它消失不见,就是将光束纯化,因波长选择的分辨率差只适合用于定性分析,并不适于定量分析滤光镜主要分为: 吸收滤光镜(Absorption Filter):只限于可见光区 也就是说可见光区的一部份几乎完全穿透,至于其他波长范围 被 Absorption Filter所吸收截断.干涉滤光镜(Interfence Filter):可用于紫外光;可见光与红外光区. 利用光学干涉原理.也就是说利用两层金属薄膜,会对部份光束 造成干涉而反射,并允许其他光束通过. 干涉滤光镜与吸收滤光镜两者的比较:吸收滤光镜的透光率T%小,相对的分辨率差(Peak Apex较不尖),造成的带宽也较大(半高宽较宽) T% 干涉滤光镜带宽小2nm 吸收滤光镜带宽大20nm nm总结:Slit Width Bandwidth Resolution Sensitivity Slit Width Bandwidth Resolution Sensitivity 注:Sensitivity :表示”测量值”不是很精准 (c) 光子侦测器 光电池 光电管 光电倍增管侦测器Detector (Photo ; UV-Vis) 热侦测器 Termocouple;Bolometer ( Heat Detecor; IR ) Pneumetric Detector光子侦测器利用光子效应,可适用UV-Vis光区,因为IR的光子能量 并不足以引起Photo tube的感应.Termal Detector(or Heat Detector):利用热效应,可适用于红外光区.侦测器Detector的性质:a. 必须对大范围的波长要有感应b. 对低辐射要能敏感c. 反应要快速,并能产生放大讯号d. 稳定性杂音(Noise)要低e. 产生的讯号必须直接与光束能量成正比.光电倍增管PMT (Photo Multiplier Tube)组成原理: 利用电子撞击二极管可以产生更多的电子,相对光也较强.因为PMT 的每一光子可以产生106107个电子,如此讯号会变大方便User判读图谱结果,也就是将光讯号经由PM-Tube转换成电子讯号放大.Thermal Detector(Heat Detector)原理:藉由涂黑的表面吸收红外线辐射而造成温度的变化如此就会产生光放热的现象,此发热的表面再与Transducer相接,此Transducer(传导器)可以将热讯号转成电子讯号.为什么Sample要放在单光器与侦测器之间? 因为Sample直接照射紫外线由于光能量太过强烈, 会造成Sample分解的光解现象. 因为紫外光的吸收,是由基态电子吸收跃迁到激发态电子,由于激发态电子生命极短,当由激发态电子回到基态电子的过程中,同时放射出能量,而被Detector侦测到,所以较强. 何处是UV与Vis的分界点?Ans:通常在340-360nm作切换,不过不同仪器有不同的设计.为什么在红外线仪器(IR)中Sample可以放置在光源与单光器之间? 因为红外线光子能量较紫外线弱,所以不会有光解的现象. 因为红外光的吸收,是分子中原子振动而造成的吸,所以较弱.如何测定波长是否准确? 请以Holmium Oxide与Didymium玻璃滤片(Filter Glass)来测试 如果是紫外光区请采用重硌酸钾K2Cr2O7标准液.注:玻璃滤片:是一种对特定波长的光有吸收(如UV)或者具有穿透性(如FTIR) 的着色光学玻璃.Double Bean仪器: 将光束利用Grating分成2光束 ,1光束通过Sample ,另一光束通过Reference(又称Blank).公式:Sample abs或称OD值 = Sample(sample+medium) Reference(medium)Beers Law:(a) 穿透率T %(Transmittance):= (I) / (I0)100 % I:出射光的功率 I0: 入射光的功率 A:Absorbance(a=:消光系数 b :Pathlength单位公分; c:concentration )(b) A=-logT =log I / I0 = abc 注: a=:消光系数或莫耳吸光系数(Mloar Absorptivity),指任何物质都有 吸光系数且都是固定值,其a值会随溶液的”折射率n”的改变而改变 当c: 待测样品莫耳浓度 则 折射率n 导致 ,于是有负误差,也就造成Stray Radiation ,无法呈线性关系,也就无法 符合比尔定律,(一般适用浓度c 0.01M)注:折射率越高 ,进而造成吸收光的数值越低 当T=0% A=当T=10%(0.1) A=+1 ( -log10 0.1(0.1=10-1) )= +1当T=25%(0.25) A=+0.6当T=100% A=0若有Stray Radition : P0 样 P PS 品 PS P0 :入射光 P:出射光 PS :The Power Of Stray Radiation散乱辐射强度(迷光)(Observed Absorbance观察到的散乱吸光值) A = log P0+PS / P+ PS 正常吸收值公式 A =-logT = log P0 / P 结果：A（散乱辐射的吸收值） A （正常吸收值） 所以当迷光效应情形愈严重,会造成样品吸亮度小于Beers law的预测. ,于是产生负误差.UV-Vis吸收特性: 紫外光与可见光的吸收,通常是由于键结电子的激发作用,所以吸收峰的波长是与所研究物种的”键结型态”是相关连的.UV仪器的结构种类的介绍:(1) 种类:亮度计(Photometer):以滤光镜分光.不过滤光镜不适合作定量分析,因为其波长选择解析能力较差.分光亮度计(Spectrometer):以单色器分光 至于利用单色器分光因为有良好的波长解析能力,产生较窄又 较尖的谱宽,因此相当适用于定量与定性分析.(2) 设计:分为Single-Bean 及 Double Bean:Single-Bean: 光源 滤光镜 Sample DetectorDouble-Bean: Sample(sample+medium) 侦测器 光源 滤光镜 运算读出 Reference(Blank) 侦测器 注:Medium = Reference = Blank 注:侦测器的侦测出来的Sample abs依公式 Sample abs = (Sample+Medium) Reference(Blank) (3) Single bean与Double bean的比较: Double bean的优点是PO与P同时量测,可补偿因电波动以外的变化,所以吸收测量数值较为准确,而且光源、侦测器与放大器会随时间而变的不规则性, 所以组件不须如Single Bean那样的高质量,但缺点是组件多而杂.Single Bean只对于单一波长的吸收作量测,对于用在定性分析上尤其好用,而且仪器简单、好保养.请描述Single Bean的坏处?Ans: 因为Single Bean无法将环境变因扣除（如温度与湿度变化） 所以容易造成Baseline Drift(基线会飘),相对的不适合作定量, 所以较适合作定性.为什么Dual Bean比Double Bean好?Ans:因为Dual Bean随时(on line)把环境变因扣除,所以Baseline稳定, ,如果Blank长时间照射另一光束,就会造成Blank温度上升,可能会变质 或是Baseline飘移,进而造成测量值失真.为什么Dual Bean可把环境的变化扣掉?Ans: 因为Dual Bean,有一光束与另一Detector搭配,不断侦视并 检测环镜变因(空气;湿度;温度等)然后经过数据运算将它扣掉.样品容器(Cell或Cuvettes)的介绍：1.材质种类使用范围 a. 石英或熔融硅紫外光区(350nm以下)b. 硅酸盐玻璃350-2000nmc. 塑料容器可见光区(因为在350nm以下,本身会造成吸收)d. 氯化钠晶体红外光区2.使用Cuvette的注意事项：a. Cell的窗口（Window）最好与光束方向垂直,减少反射损失.b. 窗口（Window）的表面在清洗时不可触碰,以免留下指纹;油脂如此会改变Cell的穿透性（T%） 注:一般来说Cell的穿透性（T%）维持在80%以上,状况算是不错.c. Cell不可以用烤箱或火穿透性（T%）焰上干燥,因为如此会造成损害或是光程的改变.d. Cell与Cell间应经常用一吸收溶液彼此校正,看彼此的差异性 对于同一Sample或同一实验的量测,最好应该用同一批进的Cell,减少误差.e. 若是可拆式Holder,应注意是否锁正以及位置是否调整正确,避免挡住 光线通过,或是位置偏掉造成光打歪掉而无吸收值产生.f. 目前较高质量Holder有附加恒温装置,是采用水或是乙二醇溶液来循环Holder.问题: Sp-8001有什么优点: Ans: Sp-8001采单机一体,设计简单可以独立操作,本机型采用最新隐藏 式双光束设计,并且可以增加吸光槽的扩充性,及扩大实验应用范围, 其分辨率可以高达2nm,并加装大型LCD液晶显示屏幕,更利于User判断 某些较难分辩的光学图谱,其操作模式采用人机对话,所以易学易用 ,并可以利用RS-232串行端口可外接计算机,单机数据可以外接打印机输出. 如HCP-1A与DP-411是热感式打印机,EPSON点阵与喷墨式打印机 如: EPSON 400 ; 600 ; 800问题: 何谓单光束;双光束;隐藏式双光束光学系统,并比较之: Ans: 单光束 Single Beam 利用单光器选择固定波长,而且每次测量时必先以Reference 归零,再测Sample,不过单光束的缺点是实验步骤繁琐,因为每次实 验之前,必需以blank(reference)归零,所以较适合定量或是较不重视 吸收值好坏的顾客比较会考虑此种类型,也因如此所以价格便宜. 双光束 Double Beam 当光通过单光器之后再利用光学原理,将光分为Reference beam 和Sample beam分别通过refernce cell和sample cell. 它所读出来的值是2个吸收系数相减的差值再乘上莫耳浓度(C) 及光径长(B),其优点是光学系统设计容易,并可用于侦测黏稠度高的样品 所以可以加装Flow cell,但是造价比单光束的仪器来的高. 隐藏式双光束 跟双光束系统相似,最主要的差异是reference beam是以空气; 温度;湿度作为Blank扣除误差,也由于reference beam是在仪器分光 时就在仪器内部自动将空气等等误差扣除,所以,隐藏式双光束可以得到 较正确的吸收值,不仅减少实验步骤,而且可以避免Blank长期受到D2灯 的照射而变质,另外也扩大实验的应用性范围. 问题: 隐藏式双光束光学系统优点为何: Ans: 1.可以避免reference 长期受到紫外光照射变质 2.可以增加吸光槽的扩充性 3.可以增加实验应用范围 问题: 请介绍Sp8001的特色 Ans: 1.灯源监控特色: 可以观看光源使用状态;使用时数;灯源能量,并且可以作灯源 校正,也就是说可以得知狭缝宽度. 2.动力汲样装置Shipper的特色与优点: 适用于大量样品的量测,可以提高实验准确度与精密度,降低 人为的误差与避免人员碰触有毒物质,总共可以提供3种汲取速度: Fast ; Medium ;Slow. 也可以依照不同溶液的黏稠度来作调整样品汲取速度与时间, 相对的wash cell的速度与时间也要调整与控制. 3.Multicell连续样品槽的特色: 连续样品槽可以同时监控多个样品,通常装上之后选择system setup功能中设定加入连续样品槽的功能,通常cell-1是放blank. 4.UV扫瞄的速度快慢对UV侦测有何影响: Scan Speed快可以得到整个图谱时间较短,相对图谱的误差相对 增加,扫瞄速度慢则得到整个图谱时间较长,相对误差会减少. 5.可以做图谱扫瞄四则运算: 多种图谱放在同一个窗口做比较时,可以做基本的加减乘除的计 算,多半用在染料配方的监控. 6.System setup的功能与特色: 可以设定时间; 灯源; 打印机; 设定pc传送速度; 设定 可见光与紫外光波长的切换位置等. 问题: 何谓迷光 ? Ans: 迷光效应,指其他的光有不一样的波长而没有通过样品 直接到侦测器,其主要造成的原因是由仪器本身所造成的,迷光主 要来源是prism ; lenses ; filter ; windows的表面产生散射所 造成,结果是吸收度减少超出线性范围,对吸收值越高的样品影响越 大,要减少迷光效应可以使用2个单光器串连使用,因此迷光效应可以 比单一单光器少1/50-1/1000倍. 问题: 何谓分辨率,有何种影响? Ans: 狭缝宽度直接影响分辨率,一系列的灯源波长我们先用狭缝 宽度来过滤我们想要的波长,也由于光学原理的关系狭缝越窄,波 长彼此之间的干涉也越少,所得到的图谱中peak与peak之间的 距离会分的较开,相对也更接近于高斯图谱,也因如此也得到较为 准确的吸收波长. 相反狭缝宽度越宽,波长彼此干涉越多,所得到的Spectrum也容 易发生重迭,造成日后分析上的困难. 问题: 何谓波长准确度,有何影响? Ans: 波长准确度是指灯源能提供准确的能量而言,通常灯源也有 寿命也会衰弱,若是超出期限灯源能量便会减弱,以D2灯来讲通常是检查 486.0nm与656.1nm. 问题: 何谓波长重复性,有何影响? Ans: 指仪器稳定度而言,假设我们于不同时间,使用同一部仪器,且 是同一操作者并位于同一环境条件下,所做的实验结果皆相同,表 示波长重复性相当好相对也提供较准确的实验.问题: 何谓吸收值准确度,有何影响? Ans: 吸收值会受环境影响,比如:温度;湿度以及光学路径的清洁度, 以上皆会影响物质的吸收值准确度,所以要提升吸收值准确度,除 了要有较准确的波长,环境的控制相对也是很重要的.问题: 何谓吸收值重复性,有何影响? Ans: 是指样品稳定度而言,假设我们于不同时间,同一操作者使用同 一部仪器,并处于同一环境条件,所做的实验结果也相同. 但是如果Sample受到紫外光长期的照射,而发生变化,也会影响 其吸收值.问题: 何谓吸收值稳定性,有何影响? Ans: 一个物质有其特定的吸收峰,假设仪器本身可以提供其特定的波长, 便可以得到稳定的最大吸收值且不会发生移动的现象. 如果吸收值不稳定代表仪器本身尚未稳定本身无法提供准确的波长, 此外仪器的光学路径的清洁也是考虑重点之一.问题: 何谓噪声,有何影响? Ans: 通常仪器噪声的产生,是由于仪器本身供应电源的频率;震动影响, 另外温度的变化也会造成噪声生成. 所以噪声最主要影响仪器本身的侦测极限LOD与灵敏度.问题: 何谓基线平整度,有何影响? Ans: Baseline稳定度是指Noise稳定与否,之前提到的Noise是由 电流不稳所造成,若是仪器本身趋于稳定(热机时间加长)基线就会 很平整,如此在基线平整下所作的实验才有意义,此外,若是基线平整, 才不会引起吸收峰的混淆造成日后的分析困难.问题: 何谓狭缝宽度.有何影响? Ans: 灯源的波长通常利用狭缝来做第一次的滤光作用,藉以选择我们 兴趣的范围,狭缝宽度直接影响图谱分辨率,狭缝小(波长彼此干涉 小),则分辨率高(peak sharp);狭缝宽(波长干涉大),则分辨率越低 (peak broad).问题: 何谓单光器,有多少种类? Ans:1. Diffraction Grating: 是属于比较常用的种类.原因是分光效 果比较好,价格较贵. 一般来说Grating的表面有许多沟槽整齐排列,其密度500-2000 grooves/mm ,所以优点能将光均匀的分开(紫外光与近红外光), 可以提供较准确的线性波长.2. Prism:较少用,其优点是可以降低迷光效应;极化作用. Prism monochromator可以提供波长范围由185-2500nm,其分光效果好(有较高分辨率)的地方是在紫外光区(185-300). 3. Filter: 利用干涉Filter或其他Filter组合来取代Prism与 Grating,优点是不用复杂的Grating ;Prism来做波长 的选择,因为Filter只会让固定范围的波长通过,假如 要换波长就必须要换Filter,另外少了狭缝装置可以让光的 强度更强,我们通常利用