紫外-可見分光光度計是基於紫外可見分光光度法原理，利用物質分子對紫外可見光譜區的輻射吸收來進行分析的一種分析儀器。主要由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號處理器等部件組成。光源的功能是提供足夠強度的、穩定的連續光譜。紫外光區通常用氫燈或氘燈.見光區通常用鎢燈或鹵鎢燈。單色器的功能是將光源發出的複合光分解並從中分出所需波長的單色光。色散元件有稜鏡和光柵兩種。可見光區的測量用玻璃吸收池，紫外光區的測量須用石英吸收池。檢測器的功能是通過光電轉換元件檢測透過光的強度，將光信號轉變成電信號。常用的光電轉換元件有光電管、光電倍增管及光二極體陣列檢測器。分光光度計的分類方法有多種：按光路系統可分為單光束和雙光束分光光度計；按測量方式可分為單波長和雙波長分光光度計；按繪製光譜圖的檢測方式分為分光掃描檢測與二極體陣列全譜檢測。
基本介紹
- 中文名：紫外-可見分光光度計
- 外文名：Ultraviolet-visible Spectrophotometer
- 名詞類型：分析儀器
- 技術：單色器技術
- 波長範圍：190-1100nm
發展歷史,工作原理,結構與功能,特點,產品套用,日常維護,注意事項,問題處理,
發展歷史
1852年，比爾(Beer)參考了布給爾(Bouguer)在1729年和朗伯(Lambert)在1760年所發表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液層厚度相等時，顏色的強度與呈色溶液的濃度成比例，從而奠定了分光光度法的理論基礎，這就是著名的比爾朗伯定律。
1854年，杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人將朗伯比爾定律套用於定量分析化學領域，並且設計了第一台比色計。
1918年，美國國家標準局製成了第一台紫外可見分光光度計。此後，紫外可見分光光度計經不斷改進，又出現自動記錄、自動列印、數字顯示、微機控制等各種類型的儀器，使分光光度法的靈敏度和準確度也不斷提高，套用範圍不斷擴大。
工作原理
分子的紫外可見吸收光譜是由於分子中的某些基團吸收了紫外可見輻射光後，發生了電子能級躍遷而產生的吸收光譜。由於各種物質具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結構，其吸收光能量的情況也就不會相同，因此，每種物質就有其特有的、固定的吸收光譜曲線，可根據吸收光譜上的某些特徵波長處的吸光度的高低判別或測定該物質的含量，這就是分光光度定性和定量分析的基礎。
分光光度分析就是根據物質的吸收光譜研究物質的成分、結構和物質間相互作用的有效手段。它是帶狀光譜，反映了分子中某些基團的信息。可以用標準光圖譜再結合其它手段進行定性分析。
根據Lambert-Beer定律說明光的吸收與吸收層厚度成正比，比耳定律說明光的吸收與溶液濃度成正比；如果同時考慮吸收層厚度和溶液濃度對光吸收率的影響，即得朗伯-比耳定律。即A=εbc，(A為吸光度，ε為摩爾吸光係數，b為液池厚度，c為溶液濃度)就可以對溶液進行定量分析。
將分析樣品和標準樣品以相同濃度配製在同一溶劑中，在同一條件下分別測定紫外可見吸收光譜。若兩者是同一物質，則兩者的光譜圖應完全一致。如果沒有標樣，也可以和現成的標準譜圖對照進行比較。這種方法要求儀器準確，精密度高，且測定條件要相同。
實驗證明，不同的極性溶劑產生氫鍵的強度也不同，這可以利用紫外光譜來判斷化合物在不同溶劑中氫鍵強度，以確定選擇哪一種溶劑。
結構與功能
由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號顯示系統五大部分組成。
光源：是提供符合要求的入射光的裝置，有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用於可見光區，一般為鎢燈和鹵鎢燈，波長範圍是350~1000nm；氣體放電光源用於紫外光區，一般為氫燈和氘燈，連續波長範圍是180~360nm。
單色器：功能是將光源產生的複合光分解為單色光和分出所需的單色光束，它是分光光度計的心臟部分。
吸收池：又稱比色皿，供盛放試液進行吸光度測量之用，其底及兩側為毛玻璃，另兩面為光學透光面，為減少光的反射損失，吸收池的光學面必須完全垂直於光束方向。根據材質可分為玻璃池和石英池兩種，前者用於可見光光區測定，後者用於紫外光區。
檢測器：是將光信號轉變為電信號的裝置，測量吸光度時，並非直接測量透過吸收池的光強度，而是將光強度轉換為電流信號進行測試，這種光電轉換器件稱為檢測器。
信號顯示系統：是將檢測器輸出的信號放大，並顯示出來的裝置。
特點
1. 靈敏度高。
2. 選擇性好。
3. 準確度高。
4. 套用廣泛。
5. 使用濃度範圍廣。
6. 分析成本低。
7. 操作簡便。
8. 分析速度快。
產品套用
在水和廢水監測中的套用，對於一個水系的監測分析和綜合評價，一般包括水相（溶液本身）、固相（懸浮物、底質）、生物相（水生生物）。在水質的常規監測中，紫外可見分光光度法占有較大的比重。由於水和廢水的成分複雜多變，待測物的濃度和干擾物的濃度差別很大，在具體分析時必須選擇好分析方法。
在植物生化分析中可用於檢測葉綠素、全氮和酶的活力等；
在飼料分析中可用於檢測煙酸、棉酚、磷化氫和甲酯等。
日常維護
要懂得分析儀器的日常維護和對主要技術指標的簡易測試方法，經常對儀器進行維護和測試，以保證儀器工作在最佳狀態。
一、溫度和濕度是影響儀器性能的重要因素。他們可以引起機械部件的鏽蝕，使金屬鏡面的光潔度下降，引起儀器機械部分的誤差或性能下降；造成光學部件如光柵、反射鏡、聚焦鏡等的鋁膜鏽蝕，產生光能不足、雜散光、噪聲等，甚至儀器停止工作，從而影響儀器壽命。維護保養時應定期加以校正。應具備四季恆濕的儀器室，配置恆溫設備，特別是地處南方地區的實驗室。
二、環境中的塵埃和腐蝕性氣體也會影響機械系統的靈活性、降低各種限位開關、按鍵、光電偶合器的可靠性，也是造成光學部件鋁膜鏽蝕的原因之一。因此必須定期清潔，保障環境和儀器室內衛生條件，防塵等。
三、儀器使用一定周期後，內部會積累一定量的塵埃，最好由維修工程師或在工程師指導下定期開啟儀器外罩對內部進行除塵工作，同時將各發熱元件的散熱器重新緊固，對光學盒的密封視窗進行清潔，必要時對光路進行校準，對機械部分進行清潔和必要的潤滑，最後，恢復原狀，再進行一些必要的檢測、調校與記錄。
注意事項
1.開機前將樣品室內的乾燥劑取出，儀器自檢過程中禁止打開樣品室蓋。
2.比色皿內溶液以皿高的2/3～4/5為宜，不可過滿以防液體溢出腐蝕儀器。測定時應保持比色皿清潔，池壁上液滴套用擦鏡紙擦乾，切勿用手捏透光面。測定紫外波長時，需選用石英比色皿。
3.測定時，禁止將試劑或液體物質放在儀器的表面上，如有溶液溢出或其它原因將樣品槽弄髒，要儘可能及時清理乾淨。
4.實驗結束後將比色皿中的溶液倒盡，然後用蒸餾水或有機溶劑沖洗比色皿至乾淨，倒立晾乾。關電源將乾燥劑放入樣品室內，蓋上防塵罩，做好使用登記，得到管理老師認可方可離開。
問題處理
紫外可見分光光度計問題處理：
1、如果儀器不能初始化，關機重啟。
2、如果吸收值異常，依次檢查：波長設定是否正確（重新調整波長，並重新調零）、測量時是否調零（如被誤操作，重新調零）、比色皿是否用錯（測定紫外波段時，要用石英比色皿）、樣品準備是否有誤（如有誤，重新準備樣品）。
