高性能紫外分光光度计杂散光的测定

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高性能紫外分光光度计杂散光的测定
                 孙国新（常州市药品检验所，常州，213003）
    杂散光是光谱仪器的误差源之一。在紫外可见分光光度测试中，若在测试波长处的杂散光为0.1％，试样的吸收度为1A（即透光度为10％T），受杂散光的影响，透光度变为10.1％（即A＝0.9957），引进了0.43％的误差。若杂散光为1％，则误差增至4.1％，所以杂散光的影响是不容忽视的。
    一般认为，杂散光就是仪器的单色器在设定波长谱带之外的透射光能量I与设定波长谱带内全部透射光能量Io之比，即I/Io的比值。杂散光一般用截止滤光法测定。从物理的概念和实际测量的角度出发，有的作者把杂散光定义为：截止滤光片（或者截止滤光液）截止点波长以外某处的透射光能量I与该处除去滤光片（或滤光液）换上参比片（或参比液）测得的总透射能量Io之比，即I/Io的比值[1.2]。
    国家专业标准[3-5]规定，紫外可见分光光度的杂散光指标为0.6％～1％，而一些高性能紫外分光光度计的杂散光指标为0.0001％（10—6），但仪器相应的透光度最小分度值为仅为0.1％～0.01％，对小于10－4的杂散光无法直接读数。本文提出的方法是：（1）将仪器测光范围设定在0－0.1％T档，在测定波段扫描，利用仪器自身记录纸的分格将透光度标度扩展到原来的1/100；（2）利用自制的1％（或10％）减光片使参比光强度减小到原来的1/100（或1/10），从而使仪器的透光标度扩展到原来的1/100（或1/10）。二者综合使用或只使用其中的一种，使仪器的透光度标度可在×1～×0.001内扩展，以适应不同水平杂散光的测定。透光度最小标度可达10－7。用这一方法测试了若干台高性能紫外分光光度计的杂散光，获得了较满意的结果。
1.减光板的制备
    取黑色薄胶片（或涂黑薄铝片），按图1制成14mm×35mm的长方形，距上端3mm处弯成直角，，以便在滤光片槽中取放（参见图1）。

  如仪器无滤光片槽，可制成11mm×35mm或其他适当尺寸，以便在吸收池座光路上固定。开启分光光度计，将狭缝设定在最大档，波长设定在可见光波段（如580nm），另取同样大小的白纸片插入光路，白纸片上可见一方形光斑，用笔划出大致位置。取出白纸，与黑胶片或黑铝片重叠，在光斑向内1mm范围内用针刺出若干小孔（参见图1a），将减光片插入仪器试样光路并读数，直到透光度为1％T（1.01％～1.20％），即制成1％减光片。用同样方法按图1b制成10％T（9.0％～12.0％）减光片。
2截止滤光液的制备
  取在105℃烘2小时再放冷至室温的分析纯试剂，按相应标准用蒸馏水配置成12g/L KCl溶液，10g/L NaI溶液和50g/L NaNO2溶液，作为截止滤光液，保留余下的蒸馏水作参比液。溶液应在临用时新配。
3．杂散光的测定
  将参比液注入配对石英石吸收池，非别放置在参比池座和试样池座内。在测定波段扫描基线并使之平滑。将减光片插入试样光路的滤光片槽内，其读数即为减光片的衰减值K.然后将减光片插入参比光路的滤光片座内，将石英吸收池中的蒸馏水依次换成上述截止滤光液，插入试样试样池座中，在相应的波段内扫描、打印；在记录纸的作标上量取测定波长处的透光度，乘以衰减值K，即得各测定波长处的杂散光值，结果见表1。

仪 器 型 号	200nm／K Cl溶液	220nm／Na I溶液	340nm／NaNO溶液
日立U-3200	1.1%	0.0001%	0.0008%
岛津UV-365	0.60%	0.00%	0.00%
岛津UV-250	1.0%	0.042%	0.047%
贝克曼DU-70	4.4%	0.4%	0.0%
康  强 8 1 0	0.95%	0.04%	0.08%

表 1
分光光度计杂散光实测值

4.讨论
  （1）利用1％减光片和记录纸得百分格坐标作双重扩展，仪器的透光度最小标度为10－7足以测试10－7水平的杂散光，此时要求仪器相应的测光量程应不小于－2A～4A，透光率最小可设定范围为0～0.1％T，这对于某种仪器不完全适用，如岛津UV－365双光束自动记录式分光光度计，因参比光路插入1％减光片会造成光路－电路的负失衡（相当吸光度－2A），表现为负高压超载而无法工作。康强810型等，透光率最小设定范围为0～10％T档。这类仪器可利用仪器的宽范围的AbS档来测定，再换算成％T值。当杂散光水平为10－5～10－4时可考虑改用10％减光片或不用减光片。
（2）测定高性能单光束紫外分光光度计的杂散光时，应先插入减光片和参比液池，在测定波段扫描基线，然后去掉减光片，参比液换成相应的截止滤光液，参照上述方法进行测定。
（3）同一减光片在不同仪器上的衰减值不会一样，但在同一仪器上，在参比光路和试样光路上的衰减值应相同且重复。
（4）分光光度计光源能量处于最小值的波长处，杂散光最严重，国家标准和一些进口仪器，杂散光指标采用220nm和340nm（或380nm）为测定波长，这些波长也正是氘灯或卤钨灯能量的低谷。采用适当的方法检测杂散光，有助于了解仪器的光学性能和评价杂散光对测试准确度可能带来的影响。