光度准确度.docx

光度准确度（Photometric accuracy ）：有两种表示方式吸光度准确度A，和透射比准确度T。两种情况标称参数不符合保证参数：1、 有些厂家不给出A而只给出T，不讲明在什么透射比情况下测试，实际上仪器不可能在0100%T 范围内的任何地方测试都能达到参数给的指标。如Unico 4802（只标出光度准确度为0.3%T）2、 许多制造厂商对自己的高档仪器, 基本上都是写成“ 0. 3% T ( 0100% T )”。如岛津的UV-2401PC、UV-2450PC、UV-2550PC 等。从理论上讲任何高档紫外可见分光光度计的透射比准确度T不可能在0100% T 内都能达到0. 3%T 的透射比准确度。一、光度噪声对分析测试误差的影响在光度分析中, 特别在紫外可见光度分析中, 光度噪声( Photomet ricNoise ) 是影响比耳定律偏离的最主要因素之一, 是主要分析误差的来源。若已知光度噪声为N, 则可根据A. J. Owen 提出的计算公式: 噪声误差(%) =N100/ A, 计算出不同N 的情况下, 吸光度的相对误差A/ A (A 为吸光度绝对误差, A 为吸光度真值) 与A 的关系。或求出不同A 的情况下, A/ A与N 的关系。目前国内外有些仪器制造者和使用者们, 不注重仪器的光度噪声对分析测试结果的影响。有的厂商甚至在样本上不给出光度噪声这个重要指标。有些厂商( 技术人员) 在测试光度噪声时, 只测15min 或30min , 这些都是不对的,是值得注意的重要问题。紫外可见分光光度计的光度噪声是分析误差的主要来源之一, 它主要影响或限制是被测试样浓度的下限。目前, 国际上最高级的紫外可见分光光度计的光度噪声为0. 0002Abs ( 峰-峰值, 如美国Va rian 公司的Ca ry5 )。它的测量下限在0. 02Abs 时, 测量误差可达到1%。国外还有许多高档紫外可见分光光度计的光度噪声都在0. 0002Ab s ( 峰-峰值, 如美国P-E 公司的Lambda900 等)。这些光度噪声很低的紫外可见分光光度计, 在海洋生物学和生命科学的研究工作中, 或在分析小量样品时, 是非常有实用价值的。目前国产的紫外可见分光光度计, 光度噪声都比较大。只有极少数仪器的光度噪声很小, 如北京普析通用公司的TU-1901 , 其光度噪声为0. 0004Abs(峰-峰值) 。 噪声限制的测量下限为0. 04Abs 时, 由噪声引起的测量误差还可达到1%。所以, 我国的紫外可见分光光度计制造者们, 要下大工夫去努力降低仪器的光度噪声。目前, 国内外的许多生产厂商, 不在样本中给出仪器的光度噪声, 这是不妥当的。因为, 不给出仪器的光度噪声, 使用者就无法判断仪器在低浓度下是否适用, 其灵敏度、准确度是否能达到使用要求, 很难判断仪器的适用性和可靠性, 将给使用者带来很大的麻烦。因此, 不管是低档紫外可见分光光度计,还是高档紫外可见分光光度计, 都应向使用者提供光度噪声这个极其重要的关键技术指标。紫外可见分光光度计的光度噪声与扫描速度是有很大的关系的。一般来讲, 扫描速度很快的紫外可见分光光度计的噪声肯定是大的。反之, 如果一台紫外可见分光光度计的噪声很小, 那它的扫描速度是不会太快的。所以, 目前国际上许多高档紫外可见分光光度计的制造商, 设计时都考虑到了扫描速度和光度噪声之间的关系, 不会把扫描速度作得很快, 而把光度噪声作得很大。反之, 他们也不会把光度噪声作得很小, 而把扫描速度作得很慢。但目前, 国外的确有些制造商把他们的紫外可见分光光度计的扫描速度作得很快, 而忽视光度噪声, 这是不对的。因为一般来讲, 紫外可见分光光度计的扫描速度没有光度噪声重要。起码扫描速度对分析测试误差没有影响。而噪声则是主要分析误差的来源之一。二、光度噪声的表示方法光度噪声是仪器的一种随时间而变化、但又是随机的输出信号。它是紫外可见分光光度计分析误差的主要来源之一, 它直接影响仪器的信噪比和检出限。目前国际上对光度噪声的表示方法有两种: 一是用吸光度( Abs ) 表示;二是用透射比( %T ) 表示。日本和我国的紫外可见分光光度计生产厂商用透射比( %T ) 表示的较多, 欧美等国的紫外可见分光光度计生产厂商用吸光度( Abs) 表示的较多, 应该说二者都可以。但用吸光度( Abs ) 表示更好。因为, 广大使用者在使用紫外可见分光光度计的时候, 基本上都是用吸光度, 而不是用透射比。如果仪器的光度噪声用透射比(% T ) 表示, 则在计算误差时, 还要把透射比换算成吸光度, 会给使用者带来不必要的麻烦。三、光度噪声的测试方法紫外可见分光光度计光度噪声的测试, 目前国际接轨的测试方法是: 仪器冷态开机, 预热0. 5h 后, 试样和参比比色皿均为空气、设置吸光度为0Abs、光谱带宽为2nm、波长为500nm。将仪器从长波到短波, 进行时间扫描1h。在1h 内, 任取10min 的测试数据, 在多个10min 的测试数据中, 以那个10min 内最大的峰-峰值, 作为500nm 处的噪声。外可见分光光度计的技术指标 熟悉紫外可见分光光度计的技术指标, 是最重要、最关键的核心问题; 不管是紫外可见分光光度计的使用者还是制造者, 都必须重视这个问题。对制造者来讲, 做出的紫外可见分光光度计仪器应该好用。所谓“ 好用”,就是紫外可见分光光度计“ 稳定可靠”。所谓“ 稳定”, 就是漂移小、重复性好。所谓“ 可靠”, 就是紫外可见分光光度计的分析测试结果的准确度高( 可靠性的含义将在本书后面详细讨论, 此不赘述)。而准确度又与杂散光、光度噪声、基线平直度、光谱带宽等许多技术指标有关。对于使用者来讲, 就是要用好紫外可见分光光度计。要用好一台紫外可见分光光度计, 首先要认真阅读仪器的使用说明书, 要对仪器的结构有初步了解, 能正确操作仪器, 掌握仪器的基本保养维护知识。特别要认真了解仪器的技术指标及其物理意义与简单的检测方法, 以及这些技术指标相互之间的关系与对分析测试结果误差的影响。以便经常检测仪器的技术指标, 保证仪器工作在最佳状态。 光度准确度( Photometric Accur acy ) 是一个非常重要的技术指标。任何使用者买一台紫外可见分光光度计都是为了分析工作, 进行分析工作的目的是出数据, 其基本要求是数据要准确可靠, 这在很大程度上取决于仪器的光度准确度这个最重要的技术指标及其有关指标。一、光度准确度的表示方法目前, 国际上对紫外可见分光光度计光度准确度的表示方法主要有两种:一种是吸光度准确度( Absorbance Accuracy ) 或吸光度误差( AbsorbanceEr ror ) , 用AA (或A) 表示; 另一种是透射比准确度( Transmittance Accuracy) 或透射比误差, 用TA ( 或T) 表示。国外的紫外可见分光光度计制造商, 绝大多数都给出吸光度准确度或吸光度误差AA ( 或A) , 并都指出在什么吸光度情况下测量。如美国Varian 公司的Cary500、Lambda900 等仪器, 都给出在1. 0Ab s 时, 吸光度准确度或吸光度误差AA (或A) 为0. 003Ab s。但国外有少数仪器制造商在给出吸光度准确度或吸光度误差AA ( 或A) 的同时, 还给出透射比准确度或透射比误差TA(或T)。我国生产紫外可见分光光度计的厂商, 很多都在给出吸光度准确度或吸光度误差AA ( 或A) 的同时, 也给出透射比准确度或透射比误差TA或T)。一般来说，只给透射比准确度或透射比误差TA (或T) ,而不给吸光度准确度或吸光度误差AA (或A) 是不合适的, 原因如下:第一,若给出TA (或T) = 0. 5%T, 而不讲明在什么透射比情况下测试, 就应理解为在0100%T 范围内的任何地方测试都能达到TA (或T) = 0. 5% T。但实际上, 若在10% T 处测量, TA ( 或T) = 0. 5% T 时产生的透射比相对误差为5%。而在90%T 处测量, 则TA (或T) = 0. 5% T 时产生的透射比相对误差为0. 56% , 二者相差很大。也就是说, 不可能在0100%T 范围内的任何地方测试都能达到TA (或T) = 0. 5% T。第二, 用户在使用紫外可见分光光度计时, 基本上没有人只用透射比T 和透射比误差T A ( 或T)来表示光度准确度和分析测试误差。相反, 大家一般都用吸光度值A 和吸光度误差AA (或A) 来表示分析测试结果和分析误差。第三, 目前国际上绝大多数使用者, 都是采用吸光度值A和吸光度误差AA (或A) 来表示紫外可见分光光度计的分析测试结果和分析误差。第四, 吸光度准确度或吸光度误差AA (或A) 和透射比准确度或透射比误差TA ( 或T) , 在使用时二者在数值上会相差很大。若要把TA(或T) = 0. 5% T 换算成AA ( 或A) , 则在10% T 处( 相当在1A 处) ,0. 5% T 的透射比误差, 产生的AA ( 或A ) 为0. 022A, 而在90% T 处(相当在0. 0046A 处) , TA ( 或T) = 0. 5% T 时产生的AA ( 或A) 为0. 0024A, 这同样是一个惊人的差距。因此, 在给出一台紫外可见分光光度计的光度准确度时, 不管是用吸光度准确度或吸光度误差AA ( 或A) 表示,还是用透射比准确度或透射比误差TA ( 或T) 表示, 都应该指出在多少吸光度或在多少透射比情况下测试。但是, 目前仍有许多厂商在给出透射比准确度或透射比误差TA ( 或T)时, 都一律写成0. 3% T。特别是许多制造厂商对自称是高档紫外可见分光光度计的仪器, 基本上都是写成“ 0. 3% T ( 0100% T )”。如日本岛津的UV-2401PC、UV-2450PC、UV-2550PC 等紫外可见分光光度计。从理论上讲任何高档紫外可见分光光度计的透射比准确度或透射比误差TA (或T) 不可能在0100% T 内都能达到0. 3%T 的透射比准确度。目前，国内外都有一些厂商在说明书或仪器样本中称“光度准确度”为“测光精度”, 这种称谓混淆了准确( Accuuracy) 和精密度( Pr ecision ) 的概念。准确度是指的测量值与理论值之差, 该偏差越小说明测量的数据越准确可靠, 或者说光度准确度越高。而精密度是指的分析测试数据的离散性或重复性, 是指同一操作者, 在一次开机中连续重复多次测试某一吸收峰的吸光度值中最大与最小值之差。该差值越小, 说明该仪器的光度重复性越好。正确的说法应该是紫外可见分光光度计的“光度准确度” 而不能说成“测光精度”。光度精密度或光度重复性是指多次测量中的离散性。如3 次或5 次测量中吸光度的最大值与最小值之差即为光度精密度或光度重复性。而准确度则是指实际测量的吸光度值与真值或理论值之差。二、影响光度准确度的主要因素影响紫外可见分光光度计光度准确度的主要因素有以下几个方面。 仪器的杂散光大小。 仪器的光度噪声。 仪器的基线平直度。 仪器的光谱带宽。 试样的来源, 包括样品的制备, 取样的方法。 样品的制备, 包括称量、容量、溶剂、试剂、pH 值、时间、温度等。 比色皿的性能等。由此可知, 光度准确度或吸光度误差AA ( 或A) 是一个综合性的技术指标。要使用紫外可见分光光度计测得准确可靠的数据, 必须注重上述几个方面的影响。否则, 不可能得到准确可靠的数据。特别应该指出的是, 在给出吸光度误差AA (或A) , 同时也给出透射比误差TA ( 或T) 时, 二者不能相互矛盾。三、光度准确度的标准测试方法用于紫外可见分光光度计的光度准确度测试的材料, 应该是纯度高、稳定性好的物质。这些物质中最主要的是铬酸钾( K2 CrO4 , 一般在碱性溶液中)、重铬酸钾( K2 Cr2 O7 , 一般在酸性溶液中) 、硝酸钾、中性滤光片等。在碱性溶液中的铬酸钾是一种好材料, 但是因为含有碱性, 不能储藏在普通玻璃容器中, 而需要储藏在石英器皿中, 硝酸钾本身不大稳定。这些都限制了它们的使用。因此, 最好选择易于纯化又溶于酸性介质中的物质, 并且它们的稀溶液也是很稳定的。因此, 重铬酸钾的0. 005mol/ L H2 SO4 溶液经常被使用。紫外可见分光光度计的光度准确度测试方法, 目前国内外各生产厂家作法不一, 其主要原因是各国的国家标准不同; 如美国国家标准规定: “选择合适的标准参比材料, 在规定的波长处, 连续测10 个吸光度或透射比读数, 取10个读数的平均值, 实际吸光度或透射比与观测值的平均值之差, 即为光度准确度”美国NBS 规定, 在可见区用930 标准片来测定光度准确度, 其标准透射比值分别为10%、20%、30%的中性玻璃滤光片。规定还指出也可用NBS 的931 , 它是一种溶液。而在紫外区内, 则规定用NBS 的203 来测定光度准确度; 它是一种标准透射比值分别为90%、30%、10% 熔融石英滤光片。此外,美国标准还规定在紫外区内, 用户还可以自己配置高纯度的化合物溶液来测定光度准确度。为此