李冬梅 劉 巖 馬萍欣

(防化研究院，北京 102205)

722型分光光度計(jì)(以下簡(jiǎn)稱儀器)是分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中常用的分析儀器，它價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單,使用方便,準(zhǔn)確度、精密度高，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等科學(xué)領(lǐng)域。分光光度計(jì)的正確使用與維護(hù)可以有效地延長(zhǎng)其使用壽命，也是直接決定分析測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的質(zhì)量保證。

1 儀器的工作原理

分光光度計(jì)是根據(jù)物質(zhì)的分子對(duì)紫外、可見(jiàn)、近紅外區(qū)輻射(光)的選擇性吸收和朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定量分析和定性鑒別的儀器[1]。儀器由光源、單色器、樣品室、檢測(cè)器、顯示系統(tǒng)5部分構(gòu)成[2]。722型分光光度計(jì)是以鹵鎢燈為光源，衍射光柵為色散元件，端窗式光電管為光電轉(zhuǎn)換器的單光束數(shù)顯式分光光度計(jì)。

儀器波長(zhǎng)刻度盤(pán)下面的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與光柵上的扇形齒輪相吻合，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)波長(zhǎng)刻度盤(pán)而帶動(dòng)光柵轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變光源出射狹縫的波長(zhǎng)值，波長(zhǎng)范圍為360～800 nm。

2 儀器的操作方法

2.1 操作步驟

(1)取下防塵罩，將靈敏度調(diào)節(jié)鈕置于“1”檔，將選擇開(kāi)關(guān)置于“T”檔。

(2)打開(kāi)試樣室蓋，檢查樣品室內(nèi)是否放有遮光物，若有則取出。插上電源插頭，按下電源開(kāi)關(guān)，指示燈亮，儀器預(yù)熱20 min。

(3)調(diào)節(jié)波長(zhǎng)旋鈕，使測(cè)試所需波長(zhǎng)值對(duì)準(zhǔn)標(biāo)線。

(4)在試樣室蓋打開(kāi)的情況下，調(diào)節(jié)“0%T”旋鈕，使顯示器顯示為“.000”。

(5)用待測(cè)的溶液潤(rùn)洗潔凈的吸收池后，倒入相應(yīng)的溶液(溶液不可裝太滿，以免溢出腐蝕儀器，一般裝至池高的 2/3～4/5 即可)，用濾紙吸干吸收池外壁水珠，用擦鏡紙擦亮透光面。將盛參比溶液的吸收池置于試樣架的第1格內(nèi)，盛試樣的吸收池按試樣編號(hào)依次置于第2～4格內(nèi)，用彈簧夾固定好，蓋上試樣室蓋。

(6)將參比溶液推入光路，調(diào)節(jié)“100%T”旋鈕，使之顯示為“100.0”, 如果顯示不到“100.0”則要增大靈敏度檔，然后再調(diào)節(jié)“100%T”旋鈕，直到顯示為“100.0”。

(7)穩(wěn)定地顯示“100.0”透射比后，將選擇開(kāi)關(guān)置于“A”檔，此時(shí)吸光度顯示應(yīng)為“.000”;否則，需調(diào)節(jié)吸光度調(diào)零鈕，使顯示為“.000”。將試樣推入光路，這時(shí)的顯示值即試樣的吸光度。

(8)若測(cè)量濃度c，先將選擇開(kāi)關(guān)旋至c檔，將已知濃度的溶液推入光路，調(diào)節(jié)濃度旋鈕，使數(shù)字顯示器顯示為標(biāo)定值，再將被測(cè)溶液推入光路，則顯示值即為被測(cè)溶液相應(yīng)的濃度值。

(9)儀器使用完畢，關(guān)閉電源(短時(shí)間不用，不必關(guān)閉電源，只需打開(kāi)試樣室蓋，即停止照射光電管)，洗凈吸收池并放回原處，儀器冷卻10 min后，蓋上防塵罩。

2.2 操作注意事項(xiàng)

(1)測(cè)量過(guò)程中，參比溶液不要拿出試樣室，可隨時(shí)將其置入光路以檢查吸光度零點(diǎn)是否有變化，如不為“.000”，則不要先調(diào)節(jié)吸光度調(diào)零鈕，而應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)置于“T”檔，用“100%T”旋鈕調(diào)至“100.0”，再將選擇開(kāi)關(guān)置于“A”檔，這時(shí)如不為“.000”，方可調(diào)節(jié)吸光度調(diào)零鈕。

(2)測(cè)量過(guò)程中，若大幅度改變測(cè)試波長(zhǎng)，需等數(shù)分鐘才能正常工作(因波長(zhǎng)大幅度改變，光能量變化急劇，光電管響應(yīng)遲緩，需要一段光響應(yīng)平衡時(shí)間)。

3 儀器的維護(hù)和保養(yǎng)

分光光度計(jì)是精密分析儀器，正確安裝、使用和保養(yǎng)對(duì)保持儀器良好的性能，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度有著重要作用。

3.1 儀器的工作環(huán)境

(1)儀器應(yīng)安放在干燥的房間內(nèi)，使用溫度為 10～35℃，相對(duì)濕度不超過(guò)85%。

(2)儀器應(yīng)放置在堅(jiān)固平穩(wěn)的工作臺(tái)上，且避免強(qiáng)烈的震動(dòng)或持續(xù)的震動(dòng)。

(3)室內(nèi)照明不宜太強(qiáng)，且應(yīng)避免直射日光的照射。

(4)電扇不宜直接向儀器吹風(fēng)，以防止光源燈因發(fā)光不穩(wěn)定而影響儀器的正常使用。

(5)盡量遠(yuǎn)離高強(qiáng)度的磁場(chǎng)、電場(chǎng)及發(fā)生高頻波的電器設(shè)備。

(6)供給儀器的電源電壓為 AC(220±22)V，頻率為 (50±l)Hz，并必須有良好的接地措施。推薦使用功率為1 000 W以上的電子交流穩(wěn)壓器，以加強(qiáng)儀器的抗干擾性能。

(7) 避免在有硫化氫等腐蝕性氣體的場(chǎng)所使用。

3.2 儀器的日常維護(hù)和保養(yǎng)

(1)光源 光源的壽命是有限的，為了延長(zhǎng)光源使用壽命，在不使用儀器時(shí)不要開(kāi)光源燈，應(yīng)盡量減少開(kāi)關(guān)次數(shù)。在短時(shí)間的工作間隔內(nèi)可以不關(guān)燈。剛關(guān)閉的光源燈不能立即開(kāi)啟。

儀器連續(xù)使用時(shí)間不應(yīng)超過(guò)3 h，若需長(zhǎng)時(shí)間使用，最好間歇30 min。

如果光源燈亮度明顯減弱或不穩(wěn)定，應(yīng)及時(shí)更換新燈。更換后要調(diào)節(jié)好燈絲位置，不要用手直接接觸窗口或燈泡，避免油污沾附。若不小心接觸過(guò)，要用無(wú)水乙醇擦拭。

(2)單色器 單色器是儀器的核心部分，裝在密封盒內(nèi)，不能拆開(kāi)。選擇波長(zhǎng)應(yīng)平衡地轉(zhuǎn)動(dòng)，不可用力過(guò)猛。為防止色散元件受潮生霉，必須定期更換單色器盒干燥劑(硅膠)。若發(fā)現(xiàn)干燥劑變色，應(yīng)立即更換。

(3)吸收池 必須正確使用吸收池，應(yīng)特別注意保護(hù)吸收池的兩個(gè)光學(xué)面，為此必須做到：

①測(cè)量時(shí)，池內(nèi)盛的液體量不要太滿，以防止溶液溢出而侵入儀器內(nèi)部。若發(fā)現(xiàn)吸收池架內(nèi)有溶液遺留，應(yīng)立即取出清洗，并用濾紙吸干。

②拿取吸收池時(shí)，只能用手指接觸兩側(cè)的毛玻璃，不可接觸光學(xué)面。

③不能將光學(xué)面與硬物或臟物接觸，只能用擦鏡紙或絲綢擦拭光學(xué)面。

④凡含有腐蝕玻璃的溶液，不得長(zhǎng)時(shí)間盛放在吸收池中。

⑤吸收池使用后應(yīng)立即用水沖洗干凈。有色物污染可以用 3 mol/L HCl 和等體積乙醇的混合液浸泡洗滌。生物樣品、膠體或其它在吸收池光學(xué)面上形成薄膜的物質(zhì)要用適當(dāng)?shù)娜軇┫礈臁?/p>

⑥不得對(duì)吸收池進(jìn)行加熱烘烤。

(4)檢測(cè)器 光電轉(zhuǎn)換元件不能長(zhǎng)時(shí)間曝光，并且應(yīng)避免強(qiáng)光照射或受潮積塵。

(5)當(dāng)儀器停止工作時(shí)，必須切斷電源。

(6)為了避免儀器積灰和玷污，在停止工作時(shí)，應(yīng)蓋上防塵罩。

(7)儀器若長(zhǎng)期不用，要定期通電，每次不少于 20～30 min，以保持整機(jī)呈干燥狀態(tài)，并且維持電子元器件的良好性能。

4 常見(jiàn)故障分析和排除方法

儀器常見(jiàn)故障、產(chǎn)生原因及排除方法見(jiàn)表1。

表1 儀器常見(jiàn)故障、產(chǎn)生原因及排除方法

5 減除儀器因素誤差的措施

5.1 減除入射光束單色性不純的影響

各種不同的分光光度分析儀器除了本身的質(zhì)量決定其單色光的純度不同外，使用或操作不當(dāng)也會(huì)影響單色光的純度，例如同一臺(tái)分光光度計(jì)，由于出射狹縫調(diào)節(jié)不當(dāng)(過(guò)寬)就會(huì)使單色光純度差。因此除了應(yīng)該根據(jù)分析的具體要求選擇適當(dāng)?shù)膬x器外，還必須正確地使用儀器。

5.2 減除雜散光的影響

雜散光的主要來(lái)源是儀器的光學(xué)元件保護(hù)不好，例如透鏡或反射鏡上有塵?；蛑讣y印；儀器光學(xué)系統(tǒng)的暗箱中的黑體被劃傷或脫落；在操作時(shí)未蓋好樣品室蓋等。要消除雜散光應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)做好儀器(特別是光學(xué)系統(tǒng))的防潮和防霉工作，絕對(duì)不允許用手或其它硬物觸碰光學(xué)元件和暗箱的黑體。

(2)保護(hù)好吸收池架，并應(yīng)經(jīng)常保持其清潔和干燥。

(3)測(cè)量時(shí)，必須蓋嚴(yán)樣品室蓋。

5.3 減除吸收池誤差

吸收池的誤差大小或使用不當(dāng)都會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差，即使是同一組數(shù)個(gè)同規(guī)格的吸收池，也不能保證其光程長(zhǎng)度絕對(duì)相等，只是其誤差在一定的范圍之內(nèi)。為了減除由此而產(chǎn)生的誤差，使用時(shí)必須對(duì)吸收池進(jìn)行配對(duì)校正。玻璃吸收池配套性校正的具體步驟如下：

(1)檢查吸收池透光面是否有劃痕或斑點(diǎn)，吸收池各面是否有裂紋，如有裂紋，則不應(yīng)使用。

(2)在選定的吸收池毛面上口附近，用鉛筆標(biāo)上進(jìn)光方向并編號(hào)，并用蒸餾水沖洗 2～3 次。

(3)拇指和食指捏住吸收池兩側(cè)毛面，分別在4個(gè)吸收池內(nèi)注入蒸餾水到池高3/4處，吸收池內(nèi)蒸餾水不可裝得過(guò)滿，以免濺出而腐蝕吸收池架和儀器。裝入水后，吸收池內(nèi)壁不可有氣泡。用濾紙吸干池外壁的水滴，再用擦鏡紙或絲綢輕輕擦試光面至無(wú)痕跡。按吸收池上所標(biāo)箭頭方向(進(jìn)光方向)垂直放在吸收池架上，并用吸收池夾固定好。

(4)打開(kāi)樣品室蓋，將選擇旋鈕置于“T”檔，用波長(zhǎng)調(diào)節(jié)旋鈕將波長(zhǎng)調(diào)至 440 nm，調(diào)節(jié)“0%T”旋鈕,使顯示器顯示為“000.0”。

(5)關(guān)閉樣品室蓋，將在參比位置上的吸收池推入光路。調(diào)節(jié)100%T 調(diào)節(jié)鈕，使顯示器顯示為“100%”或“95%”，反復(fù)調(diào)節(jié)幾次，直至穩(wěn)定。

(6)拉動(dòng)吸收池架拉桿，依次將被測(cè)溶液推入光路，讀取并記錄相應(yīng)的透射比值。若所測(cè)各吸收池透射比偏差小于 0.5%，則這些吸收池可配套使用；超出上述偏差的吸收池不能配套使用。

5.4 儀器的定期檢定

722型分光光度計(jì)是精密分析儀器。為保證儀器分析測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，國(guó)家將其列為強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具。實(shí)驗(yàn)室用分光光度計(jì)進(jìn)行化學(xué)分析測(cè)量前必須送交計(jì)量部門(mén)按照J(rèn)JG 178-2007[1]進(jìn)行檢定，經(jīng)檢定合格方可使用。分光光度計(jì)檢定周期一般不超過(guò)1年。

[1] JJG 178-2007 紫外、可見(jiàn)、近紅外分光光度計(jì)的檢定規(guī)程[S].

[2] 國(guó)防科工委科技與質(zhì)量司.化學(xué)計(jì)量(上冊(cè))[M].北京：原子能出版社，2002:215-242.

[3] 王化正,李玉生.實(shí)用分析儀器檢修手冊(cè)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002:98-130.