光电比色计(说明书上)_图文

1、 Spectroquant®PhotometerNOVA60/60A便携式多参数分光光度计操作说明书默克化工技术(上海有限公司上海市南京西路1468号中欣大厦40楼T/F:021-*/62479680目录1. 光电比色计 (51.1光电比色法 (51.2光电比色计 (52.试剂组 (62.1基本原理 (62.1.1 Spectroquant®预配好的试剂比色皿 (62.1.2需配制试剂的测试 (62.2使用注意事项 (62.2.1量程 (62.2.2 pH影响 (72.2.3 温度影响 (72.2.4 稳定性 (82.2.5 外来物质干扰 (82.2.6 添加试剂 (82.

2、2.7 试剂保质期 (93.采样 (93.1取样 (93.2初始测试 (93.3稀释 (93.4过滤 (103.5均质 (103.6消解 (104. 定量取样系统 (115、分析质量保证(AQA (125.1制造商质量控制 (125.2用户质量控制 (135.2.1检验光度计 (145.2.2检验整个系统 (145.2.3检验定量吸管 (145.2.4检验加热容器 (145.2.5检验操作误差 (155.3样品影响评估 (155.4误差定义 (15总则 (171.总述 (181.1 仪器外观 (181.2 插头 (191.3简明手册 (201.3.1浓度测试 (201.3.2启动AQA2 (2

3、01.4选择菜单项 (202.安全 (212.1合法操作 (212.2总则 (212.2.1标管符号 (222.2.2忽视安全指示的危害 (222.2.3人员资格证明 (222.2.4仪器良好状态标准 (223.调试 (223.1准备工作 (223.2开机 (234. 测试浓度 (234.1用试管测试 (234.2用试剂组测试 (244.3用不带条形码的比色管测试 (245. 吸光度测试 (255.1测试,用圆形比色皿 (255.2试剂组 (265.3用不带条形码的比色管测试 (266文件记录 (266.1复位测试记录 (276.2启动“标识码”功能 (286.3下载数据 (286.4输出测试

4、方法列表 (307.测试方法参数 (317.1 引用格测试项目 (317.1.1 更改引用格 (317.1.2测试浓度差 (327.2 选择单位 (347.3输入稀释倍数 (348.AQA (358.1启动AQA (358.1.1通过存贮晶片启动AQA (358.1.2通过菜单启动AQA (368.1.3更改AQA检验间隔 (378.1.4锁机 (378.1.5 更改密码 (388.1.6 AQA功能复位 (388.2 检验光电比色计(AQA1 (398.2.1输入PhotoCheck标准 (398.2.2输出PhotoCheck标准值 (408.2.3 删除PhotoCheck标准值 (40

5、8.2.4检验光电比色计 (418.3检验整套系统(AQA2 (428.3.1输入标准浓度 (428.3.2输出标准浓度 (448.3.3删除标准浓度 (458.3.4检验整套系统 (459.动态响应 (4610.修正功能 (4710.1空白值修正 (4710.2参考的吸光度 (4910.3浊度修正 (5111.调零 (5212.用户自定义方法 (5212.1通过键盘输入特性曲线 (5312.2通过电脑,输入特性曲线 (5612.3 打印曲线 (5612.4 删除自定义的方法 (5713 仪器设定 (5813.1 选择语言 (5813.2 设置日期/时间 (5913.3 复位 (5913.4

6、系统信息 (6014.更改测试方法 (6015. RS232C接口 (6115.1 远程控制 (6215.2 命令列表 (6215.3 输出测试结果 (6215.4 数据传送 (6315.5 插头示意图 (6316. 维护保养 (6316.1 更换灯源 (6316.2 比色皿破裂时的处理 (6417 技术参数 (6418 故障排除 (66 1. 光电比色计1.1光电比色法当一束光穿过有色溶液后,光由于被溶液吸收, 这个波长下,吸光度最大。从钨-卤素灯源发射出的白光经过窄带干涉滤光片或其它单色器后,形成一束具有特定波长的光,吸收程度可以用透光率百分比来表示。即T=I/I,式中I-透射光强,I0=

7、入射光强。如果溶液根本就不吸光,则可以说该溶液透光率为100%,完全被吸收时,透光率为0%。通常用吸光度A来衡量光的吸收效果,因为吸光度直接与吸光物质的浓度相关。吸光度与透射率有如下关系:定义A=- log T科学家BOUGUER(1698-1758和朗伯(1728-1777作了大量的实验表明,吸光度还与液层厚度有关,另一个著名的科学家比耳(1825-1863发现了吸光度与浓度的关系,把这两个定律结合起来就可推出一个著名的定律,即朗伯-比耳定律,用方程式表示如下:A=×c×d,式中:为摩尔吸光度,单位l/mol x cm;d=光程,单位cm;c=待测浓度,单位mol/l。1

8、.2光电比色计Spectroquant®系列光度计有别于传统的光度计,表现在以下几个方面:n仪器存有所有的标准测试方法n可从屏幕上立刻读出任意形式的测试值n自动条形码选择测试方法n AQA功能,确保测试准确n MemeChip存贮晶片,程序升级简单有关技术参数和操作指南请参见“功能描述”一节。2.试剂组2.1基本原理预配好的试剂,除了含有与待测组分反应有关的成分外,还含有一些与反应息息相关的辅助成分,如pH缓冲液,抑制或减少干扰离子影响的屏蔽剂。样品中的待测组分通过特殊的化学反应,被试剂中的有关成分转换成有颜色的化合物。颜色反应在大多数情况下,是以经典测试方法为依据的。有关测试步骤的

9、详细信息,请参考试剂包装插页或参数总述。2.1.1 Spectroquant®预配好的试剂比色皿测试工具包最重要部分就是比色皿。 额外试剂-,比色管中已含有所有必要的反应试剂,只要定量加入少量的样品就有些测试项目,如COD,NO2可进行测试。其它测试项目,出于化学兼容性的考虑,需要对两到三种不同的试剂混合液进行测试,测试时除了要添加样品外,还要添加一些其它试剂。2.1.2需配制试剂的测试这种测试与上述不同之外在于,显色试剂以浓缩液或固体混合物的形式存在。测试时,要往样品,如5ml中加入几滴浓缩液。这意味着不必稀释样品,可提高检测的灵敏度,还可免除配制定量的样品。2.2使用注意事项2.

10、2.1量程用吸光法测试的溶液色度只有在特定范围时才与组分的浓度成线性比例关系,这个有效的测试范围记忆在仪器内(见 1.3节的表格。低于测试范围时,要选另一种比色皿或选另一种测试法。较低的测试量程,要么校正曲线非线性,如下图所示,要么由检测下限决定。某种方法的检测下限就是所能检测到的最低浓度,且检出不等于零的概率要超过95%。较高的测试量程,即吸光度和浓度不呈线性关系,这时要适当稀释,使它位于有效量程的中间,这时误差最小。光度法通常要测试空白值,即不加入任何分析对象,只加入定量的蒸馏水或去离子水。光电比色计中已经存贮了所有测试方法的空白值,不需要额外输入。测试临界点的样品时,为提高准确度,用户可

11、以自已配制空白溶液,用来测试比对。(请参见“空白值修正”此外,还会出现另外一种情况,即浓度很高时,吸光度反而下降,下表列出的是有代表性的测试方法。第三栏表示的是最高量程,大于这个量程,将出现错误读数,为避免这种情况发生,可以用试纸预测一下大致范围,或稀释后才测试。 颜色变化目录号测试项目变色时的最大浓度1.14752NH4+25 mg/l绿色到青绿色1.14558CT NH4+250 mg/l绿色到青绿色1.14544CT NH4+100 mg/l绿色到青绿色1.14559CT NH4+5000 mg/l绿色到青绿色1.14828Cl230 mg/l红色到黄色1.14557CT F- 4 mg

12、/l紫色到棕黄色1.14553CT Cu2+25 mg/l蓝色到浅蓝/青绿色1.14767Cu2+25 mg/l蓝色到浅蓝/青绿色1.14551CT 酚100 mg/l颜色变浅1.14831Ag+ 5 mg/l无变化(絮状2.2.2 pH影响化学反应如要按预计的正常进行,必须处在合适的pH范围内,测试试剂具有足够的pH缓冲能力,保证最佳的pH条件。但是,由于强酸(pH<2和强碱(pH>12溶液的pH不易调节到理想的范围内,造成试剂的缓冲能力不够,这时需要加入适量的0.5M 稀硫酸降低pH值或1M NaOH溶液提高pH值,每加一滴后,要用试纸测一下pH值。这样会稀释待测水样,如果样品

13、体积为10 ml,加5滴时,体积变化可忽略,因为误差<2%,如果加入的量比较大,必须考虑到稀释后果,通过增加样品体积来弥补。具体测试的特定pH范围请参见该手册的第3章及相关的试剂包装插页。2.2.3 温度影响样品和试剂的温度对显色反应有重要的影响, 因此也会影响到测试的精度。典型温度影响图见右。如果样品温度低于15,必须考虑到错误的低读数,超过30时主要影响的是形成的化合物的稳定性。显色反应的理想温度范围在每种试剂包装插页内都有说明。注:热消解完成后,在测试COD,总氮,总磷或金属离子时,必须等待足够长的时间,让溶液冷却到室温后开始测试。2.2.4 稳定性 绝大多数显色反应都要求反应时间

14、要足够,以形成最大量的有色产物,右图实线为典型反应时间曲线,虚线表示相对不稳定的显色反应。在具体操作指南中规定的反应时间指的是从加入最后一次试剂到实际开始测试之前的那段时间。另外,在包装插页中对允许的间隔时间也有说明,最大间隔60分钟,即使反应产物很稳定,也不能超过60分钟。2.2.5 外来物质干扰外来物质影响如下:n 会促进反应,使测值偏高n 会抑制反应,使测值偏低在包装插页中有张影响评估表,指出绝大多数重要的外来干扰离子的影响效果,只能给出每种离子的容许范围,不能整体给出。测试海水附页的表格表明哪些测试适用于海水,以及所能容许的最大盐度。2.2.6 添加试剂少量液体或通过挤压防漏瓶,计算滴

15、数来添加。使用滴瓶时,必须使瓶子和容器垂直成一线,慢慢添加(每秒一滴,否则每滴的体积将不准确,大体积液体通过定量吸管添加。 把吸管活塞推到底部零 把瓶子连同吸管转动180 慢慢抽动吸管活塞,直到达 待吸管充满不含气泡的液体的位置,把吸管顶针用 度,使吸管在瓶子的下方。 到所需体积刻度(提示:即 后,转动活塞和瓶子180度力插入防漏瓶的插孔中。 到达活塞O 形环的上边缘。 ,回到初始位置,拔出吸管, 如果不小心抽入气泡,要把 再小心地把液体注射进反应液体挤回去,重新量取。试管中。如果需要精确定量试剂的添加量,必须用正偏移的定量吸管,在操作指南中有详述。固体物质的添加工具有:计量帽或药匙,试剂瓶的

16、螺纹帽附有这些工具。计量帽(绿色0.025 ml, 蓝色0.050 ml 可用于不流动的固体物质,其它体积用药匙添加(灰色0.01 ml,绿色0.05 ml,蓝色0.1 ml 。2.2.7 试剂保质期Spectroquant®的试剂可在干燥环境下保存三年,有的试剂保存期要短一些,18到24个月,或必须保存在冰箱中。例处情况是,COD 试剂必须避光保存,才能保存三年。在试剂外配的标签上印有过期的日期。如果使用后没旋紧盖子,会缩短保存期。3.采样该节说明了所有在分析测试之前必须完成的步骤。3.1取样取样是获取准确结果的第一步,也是最重要的一步。即使是最恰当的分析方法也不能弥补取样造成的错

17、误。取样的目的是获得具有代表性成分的样品,获取代表性样品的重要前提条件是决定一个合适的取样地点,必须有个观念,即不同时间,不同点取来的溶液,测试出来的浓度也不同。另外,取样方式(自动和手动也有差别,只有经过多次取样后,才能得到多个样品的平均成分构造,可通过手动或自动取样器来实现。干净的塑料桶,500ml 或1000ml 是取样的理想容器,取样前必须用待测水样漂洗几次,并且用力摇晃,然后再填入无气泡的水样,立刻旋紧,容器必须能防止空气和热影响,然后尽可能快地运到实验室分析。贮存条件为+2-5(冰箱,也可加入化学药剂保存。3.2初始测试只有在特定量程内的样品才能进行准确测试。如果待测浓度未知,须在

18、分析之前检验一下浓度是否在特定量程内,最好在量程一半左右。初始测试可达到这个目的,提高分析可靠性以及确定与浓度样品的稀释比例。Merckoquant® Test Strips 试纸条非常适用于初始测试。3.3稀释为什么稀释?原因有两个:n 浓度太高,在测试量程之外n 其它干拢物质(介质干扰,引起错误读数(高、低稀释时必备辅助工具如下:n 容量瓶,规格不同(如50, 100, 200 ml n 正偏移定量吸管n 蒸镏水或去离子水只有用上述工具进行稀释,才能保证ppm 级的分析精度,光度法就是ppm 的精度(简明步骤如下。重要的一点是一旦容量瓶稀释到刻度后,要测试项目保存方法COD2 t

19、o 5下最多24小时或-18下最多24天氮化合物:如NH 4-N,NO 3-N, NO 2-N 立刻分析,例外情况在2 to 5下最多6小时磷化物:如PO 4-P,总磷只能短期保存,不能贮藏,加硝酸时最多4周重金属只能短期保存,不能贮藏,加硝酸时最多4周例:步骤1:用蒸馏水把2ml 样品稀释到200ml ,稀释倍数 D F =100,稀释比1+99。步骤2:取5ml 配好的水样,再用蒸馏水稀释到100ml , D F =20,稀释比1+19。总的稀释倍数由下式计算:D F total =D F1 x D F2=100 x 20=2000,稀释比1+ 1999。盖上塞子,完全混合。稀释倍数D F

20、 定义如下:D F = 最终体积(总体积/初始体积(样品体积测试值乘以稀释倍数就得出最终测试结果。如果预先在光度计中输入稀释倍数,则可省去计算的麻烦,如右图所示输入水dilution number ,仪器自动转换计算,直接显示最终结果(具体功能设定详见方法参数:稀释一节所有的稀释都要达到一个目的即稀释后浓度位于量程一半左右,稀释倍数不能超过100。如果要比该稀释倍数高,必须分两个步骤,参见以上例子。3.4过滤浊度很高的样品需要经过处理后才能标入光度计测试,因为浊度会使测值结果增大。必须注意待测成分不能含悬浮介质,如有的话,要先分解后才测试。可溶性的化合物,如氨,NO 3-,NO 2-,Cl-,

21、Cl 2,CN-,F-,PO 43-,SO 42,即使样品很混浊也可以事先过滤。仪器的“自动浊度修正”功能可消除低浊度的影响,这时样品不必过滤。为分离开可溶和不溶于水的各种成分,可以通过一滤纸过滤,请参见推荐方法用0.45 mm 孔径的滤纸过滤。微过滤步骤!用定量吸管抽取待过滤的液体。 把定量吸管针头牢固地旋入薄膜 垂直拿住吸管,再慢慢地往上推 把经过过滤的液体挤入准备滤芯上。 活塞,直到薄膜滤芯完全湿润, 好的玻璃瓶中。不含气泡。3.5均质有些代表性的样品必须含有悬浮固体,如测试COD ,总重金属含量,这时要均质样品,取样时用电磁搅拌器搅拌(2分钟,700 - 900 rpm ,在搅拌过程中

22、取样(DIN38402A33.6消解水样中含有的物质成分形式多样:有离子,原子团,络合物,或不溶于水的固体。简明步骤:稀释倍数小于1:10时,可以不用容量瓶计量,用标正过的定量吸管抽取一定体积样品和稀释水。(见下表稀释倍数样品体积蒸馏水体积稀释系数稀释比1:25521+11:351031+21:42641+31:52851+41:1019101+9 一般样品预处理方式有三种,下面以含Cu 2+的水样为例具体说明。 消解的目的在于把待测成分转换成可分析的形式,在绝大多数情况下,消解剂通常为酸性,以便结合氧化剂,例处情况如测试总氮时,用碱性消解剂具体采用哪种消解程序,取决于要分析的参数以及样品背景

23、介质。Merck 有马上就可使用的样品消解剂,用于样品制备,应用场合如下:测试项目样品制备总磷*Crack Set 10/10C *总铬*(包括铬酸和三价铬Crack Set 10/10C 总金属(包括游离和复合态的金属离子Crack Set 10/10C 总氮Crack Set 20*消解试剂已经含在比色皿试管中。*标准套装中含有消解管,消解Crack Sets 10 and 20时要一根空管。消解是在加热反应器中进行的(容量:8或12个插孔,温度120或100。具体加热时间和进一步的分析请参见包装页。如果待测样品污染很严重(含有高浓度有机物,或含有难溶解物质,则一定要用浓度很高的酸或其它消

24、解剂。有关具体应用纲要Application Compendium 请与当地Merck 代表处联系。是否要加热消解可用以下方框图来决定:如果污水成分稳定,上述检验只需做一次,不过建议定期检查。4. 定量取样系统正偏移的定量吸管有如下优点:n 准确吸取一定体积的样品,n 精确测试样品和试剂以及稀释水的体积。定量吸管种类有两种,分别是固定体积和可变体积。误差原因以及如何避免:n 完全按照操作指南操作n 用分析天平(准确度±1mg 来检验吸管(1ml ,20 1.000g ±1mg n用Spectroquant® PipeCheck工具检测吸管,它属于光学法检验,不用分

25、析天平,见“AQA”。n避免交叉干扰,事前用待测液润洗吸管,多洗几次。n经常更换吸管针头。n准确抽取样品,完全推压活塞,排出液体。5、分析质量保证(AQA我们分析目的是尽可能准确地测出待测样品的实际浓度,越准确越好。AQA提供了一种合适的必不可少的质量保证法,通过AQA,可以提高分析质量,诊断测试错误,与传统方法比较有可比性。有关AQA必要性的详细情况可在德国(污水技术联合会“AVA”备忘录M704以及相关的德国自我监控法规中找到(有英文版误差原因可能包括:n使用的材料如药剂,工具等。n处理方法n待测样品上述差错可能影响测试结果的精确性和准确性。5.1制造商质量控制光度计以及光度测试工具包技术

26、参数符合制造商 提供的技术规范文件,该文件优先于其它文件供应。每台仪器提供附带的证书,表明了仪器的质量可靠。 文件。校正功能:修正计算功能必须在允许范围内符合内置在光度计内的数据。可信度在整个测试范围内,测试值与真实值的最大偏移量每次测试都会受到偏移量的影响,用来评估准确度。标准偏差在整个测试范围内,测试值之间的离差,用±mg/l表示。偏差系数在整个测试范围内,各个测试值之间的偏差,以%表示,标准偏差/偏差系数越小,表明校正曲线的线性度越好。5.2用户质量控制完整的检验应包括测试器具以及操作方法。光度计有不同的质量保证模式,可提供最优质的质量保证支持。有时检验仪器,有时检验整个系统(

27、包括试剂及所有附件,与选定的质量模式有关。所有的检验都可以在光度计上完成,并且检验数据可打印成文件输出,文件格式符合GLP要求(见功能“AQA”以下是有关内部质量保证的总体框图:检查工作器具吸管测量比色皿光电比色计加热反应器验证整套系统检查操作步骤样品的影响重复性测试5.2.1检验光度计 当光度计启动后将运行自检程序,即检验硬件和软件,再与标准值比较。光度计在质量模式AQA1下检验,使用Spectroquant® PhotoCheck工具包,该工具包包括含有稳定标准溶液(二级标准的圆试管,用来测试光度计在445,525,680nm波长下的性能。而标准溶液用另一台经过一级标准标验过的光

28、度计测试,在插页上标有每个一级标准液的吸光度值。用户可以输入这些标准值,以及容许误差,或者在控制表格中记录下来。测试时,把标准管插入比色槽中,自动条形码读数,测试值与标准值比较,显示吸光度大小,也可以在控制表中记下吸光度值。检验光度计时,建议每个波长测试至少一个标准管(最好两个或三个,如果测试四个,则除了可评估准确度外,还可以评估在有效范围内吸光度的线性度如何。DIN/IS09000或GLP要求仪器必须检验,通过PhotoCheck工具,用户可很容易地验证仪器的性能。PhotoCheck可以检验滤光片的线性度,进而达到检验仪器的目的。所有的文件,正如上述标准所规定的,可以由光度计自动完成存档。

29、Spectroquant® PhotoCheck工具包有二年保质期。5.2.2检验整个系统整个系统检验包括仪器器具的检验以及操作方法的检验。可以用已知浓度的标准液来检验整套系统,最好用Spectroquant® PhotoCheck工具包,这与光度计的AQA2模式相符。Spectroquant® PhotoCheck 工具包是马上就可使用的标准溶液,它的浓度经过精确测试,标在试管外面。它是几种化学成分的混合物,互相之间不干扰,标准溶液(R-1的使用与待测样品一样,建议测试两次,以判断可有无随机误差。每种标准液的浓度值和容许范围事先都存贮在光度计的存贮芯片上,用存贮

30、芯片MemoChip AQA 选择AQA检验功能,装有标准液的试管被当作待测溶液测试,测试值与标准值自动在仪器内比较,如果在容许范围内,将显示当前测值和“OK”字样。除了可以用CombiCheck检验外,还可以用含有特定成分的标准液检验,标准浓度为1000 mg/l,可稀释成不同的浓度,这些浓度要分布在整个量程的一半左右。附页的表格列出了所有用户的标准液以及瓶装标准液。由于有些标准液不容易保存,因此没有配好的标准液,不过,附页中附有特定化学参数和标准液的配制方法,用户可根据此方法配制自己的标准液。如果检验合格,在每个测试值旁边都有AQA2的标志,不合格,将显示故障信息,这时应仔细检查光度计的各

31、个部件。5.2.3检验定量吸管Spectroquant® PipeCheck工具包专用来检验定量吸管的。工具包括装有浓缩有色染 料溶液的试管,检验时,用待测验的定量吸管往试管中添加固定体积的水,然后跟一个参考试管比对,两者的吸光度差别不能超出容许范围,该范围标在包装插页上,如果超过了,请参见“定量添加系统”一节的有关指示。5.2.4检验加热容器 加热容器在三个温度下检验,100,120和148。检验时,把一根装有一半甘油的试管插入到反应器内的任一个插孔上。按规定的操作方法加热,待加热灯灭后,用一根标验过的温度计来测试仪器的温度。需要符合下列条件:100时理想值95±5120

32、时理想值110±5148时理想值135±55.2.5检验操作误差用户的操作是否得当对精确分析有很大影响,以下是些操作向导:n是否选择最合适的工具包?n工具包的量程是否足够?n是否完全按照规定的方法操作?n样品体积正确否?n定量吸管是否使用正确?n吸管针头是否第一次用?n PH值对否?n反应时间正确吗?n样品和试剂的温度是否处于正常范围? n试管干净吗?n试剂过期吗?5.3样品影响评估样品中通常会含有其它成分,有时候这些成分对测试影响很大,可达几个百分点,建议用Spectroquant® PhotoCheck工具包中附带的额外溶液检验该影响程度。额外溶液含有已知浓度

33、的各种成分,往样品中加入一定已知的R-2溶液,可测试回复率,按下式计算:结果(样品+添加液-结果(样品如果差值等于加入的额外溶液的浓度,则回复率为100%,如果回复率<90%,则表明有严重的周边介质干扰。5.4误差定义很明显,所有的测试都不可避免地存在误差,不管是实验室的标准方法(比对法还是日常的分析测试。在这里我们的目的是发现误差,并尽量减少误差。系统误差和偶然误差有很大的差别:当所有的测试值与真实值的偏差都具有相同的代数符号时,表明存在系统误差。举例如下:取样体积,PH值不对,错误的反应时间,样品基质干扰。系统误差会影响到分析准确度。准确度即每次测试值与真实值的差别。偶然误差表现在测试同样的样品时,测试值偏差形式各异,通过提高操作技巧以及多次测量取平均值可减少偶然误差。偶然误差使测试值不可舍,进而影