紫外可见分光光度计线性度测试方法

　　为定性测试紫外可见(UV-VIS)分光光度计的线性度，以水质标准液标定法为基础，用一 台紫外可见分光光度计在特定波长处测得一种食物染料的吸光度，再用基本的数学方法计算出 各个测试点的体积分数，进而获得体积分数和吸光度的线性关系。实验表明，该方法可以方便 地测试出仪器线性度，计算方法正确且简单易懂。
 

　　紫外可见分光光度计是一种很重要的分析仪器，在使用一台新的紫外可见分光光度计仪器前，一般 需要先对仪器的线性度进行测试。但大多数使用者只是在某一试样的某一浓度附近，用浓度的倍数变化 来测出这一段的线性度。这只能反映仪器在小范围内的使用情况，并不能说明仪器的线性度是否符合出 厂指标，也不能反映仪器的线性范围。因此，在仪器使用前对其线性度的测试有着重要的意义[1]。
 

　　1 紫外可见分光光度计工作原理
 

　　比尔在研究了各种无机盐的水溶液对红光的吸收情况后指出，光的吸收和光所遇到的吸光物质的数 量有关，如果吸光物质溶于不吸光的溶剂中，则吸光度和吸光物质的浓度成正比。即当单色光通过液层式中：A 为吸光度；I0 为入射光强度；I为透射光强度；C 为溶液的浓度；K1 为比例常数。 紫外可见分光光度计主要由光源系统、单色器系统、样品室、检测系统组成。紫外可见分光光度计 的技术指标主要有 11个[2-3]，即波长准确度、波长重复性、光度准确度、光度重复性、杂散光、光谱带宽、 基线平直度、稳定性、光度噪声、线性度、线性动态范围。除了线性动态范围，其他的技术指标一般都在 仪器指标中写出明确的测量方法及要求。紫外可见分光光度计的线性度在定量分析工作中有着极其重 要的意义，文献[4]指出，如果仪器的线性度很差，就不可能得到好的定量分析结果。 2 测试方法 分光光度计线性度测试的方法很多，常用的方法大致有[4]： (1)溶液稀释法：将重铬酸钾稀释到不同浓度，测量不同波长处的吸光度(一般需测85个吸光度值)， 然后根据此数据作曲线，判断线性度。 (2)中性滤波片法：一般以3块中性滤波片叠加，比较测定值与计算值之差来判断线性度。 (3)百分法：使被测试样浓度成倍增加，测其吸光度并作曲线，判断实验值偏离比尔定律直线部分的 程度。 (4)改变池厚法：用不同厚度的样品池来测量重铬酸钾的吸光度，以此观察光度计的线性度。 (5)旋转扇形 板 法：将不同透射率的扇形板置于样品光束中旋转，测出各点透射率并与真值进行 比较。 (6)光叠加法：利用双孔规来分段测量，然后用曲线判断线性度。 李昌厚教授[4]曾通过实践提出 L/L-CM 法(即双对数测量法)，但是该方法需配制级数递增的不同浓 度试样，存在配样误差，所以本文提出了以体积分数测试光度计的线性度的方法，通过配制不同体积分数 的溶液，来测量其线性度。表1是几种线性度测试方法的比较。
 

　　3 实 验 本文利用水质仪标定法来配制标准液，通过定性配制溶液，测得溶液在特定波长的吸光度，从而得到 标准曲线，通过与比尔定律的直线部分对比，得到仪器的线性度。实验所用仪器及试剂有绿色食品染剂、移液器(1mL和5mL)、石英比色皿和搅拌机。 实验步骤如下： (1)由于食品染剂本身比较浓，首先稀释食品染料。因此，在54mL蒸馏水中加入6mL食品染剂，得到60mL的测试母液，设其体积分数为C0。 (2)在500mL的烧杯中加入150mL(设为V1)的蒸馏水，作为测试液。 (3)用移液枪将1mL(设为 体 积V0)的母 液 加 入 到500 mL 的烧 杯 中，并 搅 拌 均 匀，得 到 该 点 的 测 试液。 图1 260nm 处食品染剂的吸光度 用移液枪将测试液加入到石英比色皿，放 入 分 光 光 度计 的 样 品 槽，以 蒸 馏 水 作 为 参 照，测 量 在 波 长 260nm、 340nm和590nm 处的吸光度，并记录数据。 (5)将比色皿内的测试溶液倒回500mL的烧杯中，重复 步骤(3)和(4)，直至测到仪器显示超出测量范围。
 

　　4 结 论 本文提出了一种无需计算溶液具体浓度，直接利用溶液体积分数比例关系就可测出仪器的线性度的 方法。在需要计算溶液浓度时，仅需再知道母液的浓度即可计算各个测试点的具体浓度，并且两次 测量的间距也是可以控制的，从而可以减少测试点，不用像溶液稀释法那样必须测85个点。 通过实验证实，该方法可以定性地测出仪器的线性度，测试溶液的体积分数可以由低到高一直增加， 直到光度计超出仪器的测试范围。该方法能很好地测出仪器的线性范围，获得更好的线性度，使仪器的 使用者得到更的实验结果。本方法也可在仪器的生产过程中测试其线性度，从而降低产品不良率。