如何选择紫外分光光度计？

1、如何选择紫外分光光度计？主要考虑光学构造、光谱范围、样品类型和分析工具。研究者们有众多的新紫外光分光光度计可选。自从60年前紫外分光光度计出现在实验室的工作台之后，已经形成了一种能解决广泛难题的仪器，从单一波长的测量到高性能多光谱的测量分析。科学家们选择时需要根据自己实验室的需要和目的用途来考虑，光学构造和光源、探测方法、样品类型和数据处理等都是要考虑的因素。光学构造（OPTICAL CONFIGURATION）一般来说，紫外光分光光度计分为单光束和双光束两类。顾名思义，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

2、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。可以最小化光漂移（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。光源和检测方法（LIGHT SOURCES AND DETECTION）分光光度计的光谱也是需要考虑的一个重要因素。实验室研究人员希望省钱购入专门仪器定量核酸、蛋白或者细菌的生长情况。例如Amersham Biosciences of Pi

3、scataway公司的GeneQuant II能在230、260、280、320、595和600nm的波长下测量样品。果果需要更大的灵活性，研究者可以考虑一种更高性能的宽光谱仪器，可以程序性地进行ELISAs分析和比色分析。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。 Varian of Palo Alto公司的Cary Deep UV和Hitachi High Technologies of Tokyo的U-7000 Automated Vacuum UV System就是这样的仪器。一些仪器具有多种光源供选

4、择：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。可以投射出实验精确要求的光谱。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。为了测量吸光值，分光光度计制造商通常使用光电倍增管（photo-multiplier tubes，PMTs）和光敏二极管。PMTs提供快速的反应时间和良好的灵敏度，并且可以在紫外光谱调节至特定的范围。但一

5、些制造商依赖于光敏二极管的动态范围在数秒内行使所有的光谱测量。样品类型（SAMPLE FORMAT）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。微孔板主要是满足高通量的需要和大规模的实验室需求。但尽管对于小实验室来说，制造商仍然提供了多种容器转换器来满足通量的要求和减少实验时间。用小试管cuvette装样品容量一般从1 l-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。体现了柔韧性。数据管理（DATA MANAGEMENT）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

6、的软件。同时用户也可以选择升级软件以满足他们的需要。另外一个值得考虑的因素是数据的最终使用。各独立实验室都有各自感兴趣的实验结果。例如一些药物机构需要考虑美国FDA的要求和欧联盟的药物评价机构的要求选择不同的数据处理方式。紫外可见分光光度计常见故障的排除一 光源部分：（1）故障：钨灯不亮；原因：钨灯灯丝烧断（此种原因几率最高）；检查：钨灯两端有工作电压，但灯不亮；取下钨灯用万用表电阻档检测。处置：更换新钨灯；（2）故障：钨灯不亮；原因：没有点灯电压；检查：保险丝被熔断；处置：更换保险丝，（如更换后再次烧断则要检查供电电路）；（3）故障：氘灯不亮；原因：氘灯寿命到期（此种原因几率最高）；检查：灯

7、丝电压、阳极电压均有，灯丝也可能未断（可看到灯丝发红）；处置：更换氘灯；（4）故障：氘灯不亮；原因：氘灯起辉电路故障；检查：氘灯在起辉的过程中，一般是灯丝先要预热数秒钟，然后灯的阳极与阴极间才可起辉放电，如果灯在起辉的开始瞬间灯内闪动一下或连续闪动，并且更换新的氘灯后依然如此，有可能是起辉电路有故障，灯电流调整用的大功率晶体管损坏的几率最大。处置：需要专业人士修理；二信号部分：（1）故障：没有任何检测信号输出；原因：没有任何光束照射到样品室内；检查：将波长设定为530nm，狭缝尽量开到最宽档位，在黑暗的环境下用一张白纸放在样品室光窗出口处，观察白纸上有无绿光斑影像；处置：检查光源镜是否转到位？

8、双光束仪器的切光电机是否转动了（耳朵可以听见电机转动的声音）？（2）故障：样品室内无任何物品的情况下，全波长范围内基线噪声大；原因：光源镜位置不正确、石英窗表面被溅射上样品；检查：观察光源是否照射到入射狭缝的中央？石英窗上有无污染物？处置：重新调整光源镜的位置，用乙醇清洗石英窗；（3）故障：样品室内无任何物品的情况下，仅仅是紫外区的基线噪声大；原因：氘灯老化、光学系统的反光镜表面劣化、滤光片出现结晶物；检查：可见区的基线较为平坦，断电后打开仪器的单色器及上盖，肉眼可以观察到光栅、反光镜表面有一层白色雾状物覆盖在上面；如果光学系统正常，最大的可能是氘灯老化，可以通过能量检查或更换新灯方法加以判断

9、；处置：更换氘灯、用火棉胶粘取镜面上的污物或用研磨膏研磨滤光片（注意：此种技巧需要有一定维修经验者来实施）；（4）故障：样品室放入空白后做基线记忆，噪声较大，紫外区尤甚；原因：比色皿表面或内壁被污染、使用了玻璃比色皿或空白样品对紫外光谱的吸收太强烈，使放大器超出了校正范围；检查：将波长设定为250nm，先在不放任何物品的状态下调零，然后将空比色皿插入样品道一侧，此时吸光值应小于0.07Abs；如果大于此值，有可能是比色皿不干净或使用了玻璃比色皿；同样方法也可判断空白溶液的吸光值大小；处置：清洗比色皿，更换空白溶液；（5）故障：吸光值结果出现负值（最常见）；原因：没做空白记忆、样品的吸光值小于空

10、白参比液；检查：将参比液与样品液调换位置便知；处置：做空白记忆、调换参比液或用参比液配置样品溶液；（6）故障：样品信号重现性不良；原因：排除仪器本身的原因外，最大的可能是样品溶液不均匀所致；在简易的单光束仪器中，样品池架一般为推拉式的，有时重复推拉不在同一个位置上；检查：更换一种稳定的试样判定；处置：采取正确的试样配置手段；修理推拉式样品架的定位碰珠；（7）故障：做基线扫描或样品扫描时，基线或信号有一个大的负脉冲；原因：扫描速度设置得过快，信号在读取时，误将滤光片或光源镜的切换当做信号读取了；检查：改变扫描速度；（8）故障：做基线扫描或样品扫描时，基线或信号有一个长时间段的负值或满屏大噪声；原

11、因：滤光片饲服电机“失步”，造成档位错位，国产电机尤甚；检查：重新开机有可能回复，或打开单色器对照波长与滤光片的相对位置来检查（注意：打开单色器时要保护检测器不被强光刺激）；处置：更换饲服电机；（9）故障：样品出峰位置不对；原因：波长传动机构产生位移；检查：通过氘灯的656.1nm的特征谱线来判断波长是否准确；处置：对于高档仪器而言处理手段相对简单，使用仪器固有的自动校正功能即可；而对于相对简单的仪器，这种调整则需要专业人员来进行了；（10）故障：信号的分辨率不够，具体表现是：本应叠加在某一大峰上的小峰无法观察到；原因：狭缝设置过窄而扫描速度过快，造成检测器响应速度跟不上，从而失去应测到的信号

12、；按常理，一定的狭缝宽度要对应一定范围的扫描速度；或者狭缝设置得过宽，使仪器的分辨率下降，将小峰融合在大峰里了。检查：放慢扫描速度看一看或将狭缝设窄；处置：将扫描速度、狭缝宽窄、时间常数三者拟合成一个最优化的条件；（11）故障：当仪器波长固定在某个波长下时，吸光值信号上下摆动，特别是测量模式转换为按键开关式的简易仪器；原因：开关触点因长期氧化所致造成接触不良；检查：用手加重力量按琴键时，吸光值随之变化；处置：用金属活化剂清洗按键触点即可；（12）故障：仪器零点飘忽不定，主要反映在简易仪器上；原因：在简易仪器中，零点往往是通过电位器来调整，这种电位器一般是炭膜电阻制作的，使用久了往往造成接触不良

13、；处置：更换电位器；分光光度计波长误差的调节方法分光光度计使用一段时间后，一般都会存在一定的 波长误差。误差较小时只需调整波长刻度盘或波长计数 器，就能使误差减小到合格范围内；当波长误差较大时， 则不能再简单地运用上述方法进行调整。对于不同类型 的分光光度计。由于单色器色散特性的不同，误差校正 方法将有较大的区别。 在棱镜型仪器波长的长波区和短波区，棱镜变化同 样位置时，仪器长波区的波长变化值将大于短波区的波 长变化值。即在调整仪器的波长校正螺丝时，引起仪器 波长变化的情况是非线性的。例如当调波长校正螺丝使 仪器650nm处变化(78)nm时，此时仪器400nm处只会变 化lnm左右。利用这一

14、特性，当仪器出现较大的非线性误 差时，就能将仪器波长误差准确而迅速地调整到合格范 围内。         光栅的色散特性是线性的，光栅型仪器的波长误差一 般都是线性的。波长误差的调整方法较为简单，这里不作 介绍。下面详细介绍棱镜型仪器波长误差的调整方法。        方法1：短波区是负误差。长波区是正误差时的调整 例如：某721型仪器短波区用标准值为4300nm标准 干涉滤光片检定，A。=一6nm。长波区用标准值为6830nm 标准干涉滤光片检

15、定，AA=lOnm。打开仪器上部盖板，松开波长盘上的3个固定螺丝，将刻度盘向高波长方向 移IAI一1=I一61一l=5nm(注意此时波长盘不能动，只是移 动波长刻度盘位置)。即原波长指示为44O0nm，移动波 长刻度盘后指示为4450nm。然后紧固刻度盘上的3个螺 丝，将仪器调到长波区标准滤光片的标准值6830nm处。 将6830nm干涉滤光片放人光路，反时针调仪器右边的 波长校准螺丝，使仪器透射比为最大。再将4300nm干涉 滤光片放人光路，检查仪器短波区波长误差情况，若还 是负误差，再用上述方法继续调整；若是正误差，按下述 方法2继续调整。    &

16、#160;   方法2：短波区是正误差。长波区是负误差时的调整 例如：某721型仪器用上述干涉滤光片检定后，A。= 70nm，A2=一80nm。此时将仪器波长刻度盘向低波长方 向移A广1=71=6nm，并紧固刻度盘。再将仪器波长调到 6830nm处。将6830干涉滤光片放人光路，顺时针调仪器 波长校准螺丝，使仪器透射比为最大，其他同方法l。 用方法1或方法2将仪器高低端波长误差减小 到±1nm后。500nm一600nm间的波长误差将不会很大。该 方法适用于各种棱镜型紫外和可见分光光度计。读者可 根据平时的调修经验参考使用 转贴分析仪器中英文名称对照仪器中文名称 仪

17、器英文名称 英文缩写原子发射光谱仪 Atomic Emission Spectrometer AES电感偶合等离子体发射光谱仪 Inductive Coupled Plasma Emission SpectrometerICP直流等离子体发射光谱仪 Direct Current Plasma Emission Spectrometer DCP紫外-可见光分光光度计 UV-Visible Spectrophotometer UV-Vis微波等离子体光谱仪 Microwave Inductive Plasma Emission Spectrometer MIP原子吸收光谱仪 Atomic Abso

18、rption Spectroscopy AAS原子荧光光谱仪 Atomic Fluorescence Spectroscopy AFS傅里叶变换红外光谱仪 FT-IR Spectrometer FTIR傅里叶变换拉曼光谱仪 FT-Raman Spectrometer FTIR-Raman气相色谱仪 Gas Chromatograph GC高压/效液相色谱仪 High Pressure/Performance Liquid Chromatography HPLC离子色谱仪 Ion Chromatograph凝胶渗透色谱仪 Gel Permeation Chromatograph GPC体积排阻色

19、谱 Size Exclusion Chromatograph SECX射线荧光光谱仪 X-Ray Fluorescence Spectrometer XRFX射线衍射仪 X-Ray Diffractomer XRD同位素X荧光光谱仪 Isotope X-Ray Fluorescence Spectrometer电子能谱仪 Electron Energy Disperse Spectroscopy能谱仪 Energy Disperse Spectroscopy EDS质谱仪 Mass Spectrometer MSICP-质谱联用仪 ICP-MS ICP-MS气相色谱-质谱联用仪 GC-MS G

20、C-MS液相色谱-质谱联用仪 LC-MS LC-MS核磁共振波谱仪 Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer NMR电子顺磁共振波谱仪 Electron Paramagnetic Resonance Spectrometer ESR极谱仪 Polarograph伏安仪 Voltammerter自动滴定仪 Automatic Titrator电导仪 Conductivity MeterpH计 pH Meter水质分析仪 Water Test Kits电泳仪 Electrophoresis System表面科学SurfaceScience电子显微镜 Elect

21、ro Microscopy光学显微镜 Optical Microscopy金相显微镜Metallurgical Microscopy扫描探针显微镜 Scanning Probe Microscopy表面分析仪 Surface Analyzer无损检测仪 Instrument for Nondestructive Testing物性分析 Physical PropertyAnalysis热分析仪 Thermal Analyzer粘度计 Viscometer流变仪 Rheometer粒度分析仪 Particle Size Analyzer热物理性能测定仪 Thermal Physical Prop

22、erty Tester电性能测定仪 Electrical Property Tester光学性能测定仪 Optical Property Tester机械性能测定仪 Mechanical Property Tester燃烧性能测定仪 Combustion Property Tester老化性能测定仪 Aging Property Tester生物技术分析 Biochemical analysisPCR仪 Instrument for Polymerase Chain Reaction PCRDNA及蛋白质的测序和合成仪 SequencersandSynthesizers for DNA and Protein传感器 Sensors其他 Other/Miscellaneous流动分析与过程分析 Flow Analytical and Process Analytical Chemistry气体分析 Gas Analysis基本物理量测定 BasicPhysics样品处理 Sample Handling金属/材料元素分析仪 Metal/material elemental analysis环境成分分析仪 CHN Analysis发酵罐 Fermenter生物反应器 Bio-reactor摇床 Sha