杂散光对分光光度计测量准确性的影响

0　引言

    杂散光是指被光电转换接收器接收到的所设定波长的光谱带宽之外的其他波长的光。杂散光是由于光学元件制造误差以及光学和机械零件表面的漫反射形成的。杂散光是分析样品的非吸收光,随着样品浓度的增加,杂散光的影响也随之增大,将给分析结果带来一定的误差。在紫外的短波区域光源强度和检测器的灵敏度均明显减弱,杂散光的影响更不能忽视。因此,杂散光的大小也是仪器性能的一项重要指标。

1　杂散光对测量吸光度的影响

1.1　公式推导

    ΔA =A0-A′

式中,ΔA—吸光度真值与测量值之差;A₀—吸光度真值(不考虑杂散光对测量结果的影响);A′—吸光度测量值(考虑杂散光对测量结果的影响)。

    根据比尔定律A =-lgT,即

式中,I—透射光强度;I₀—入射光强度;I′—杂散光强度。

    由式(1)、式(2)可导出:

1.2　ΔA/A₀与S与A₀的关系

    根据式(3)得到的ΔA/A₀与S与A₀的关系如表1。由图1可见,由于杂散光的存在,测量值小于真值。杂散光越大,高吸光度测量的误差值就越大;杂散光一定时,测量的吸光度越大,误差值就越大,因此杂散光将限制UV-VIS的测量上限。我国药典规定对人用药品的测量误差≤1.0%,假如某台UV-VIS的杂散光为0.3%,在不考虑其他因素的影响时,仅此一项就限制最大A的测量值为0.9,如果测量1.0,则相对误差为1·15%,超过了药典规定。

2　杂散光的测量

    测试杂散光最常用的方法是所谓“截止滤光法”,主要是采用滤光片或滤光液来测试紫外可见分光光度计的杂散光。有时也采用He-Ne激光器的632·8nm来测试杂散光,测出的数值与632. 8nm相比就是杂散光。目前国内测试分光光度计的杂散光时通常用溶液来进行测试,通常测2个波长点,一个是220nm处,另一个是340nm处。测试220nm处的杂散光时,国际上都采用10g/L的NaI水溶液。该水溶液的光谱特性为: 0-258nm处不透光,而从258nm开始,透光率可立即达到90%以上,并且上升坡度很陡。只要将10g/L的NaI水溶液装入比色皿,参比比色皿中装满水,将仪器的波长调到220nm。因为10g/L的NaI水溶液在0-258nm处不透光,故仪器的输出应该为0。但仪器的实际输出不是0,即有光信号输出,这就是220nm处的杂散光。测试340nm处的杂散光时,国际上都是采用50g/L的NaNO2水溶液。50g/L的NaNO2水溶液的光谱特性为: 0-385nm处不透光,而从385nm处开始,透光率可达90%以上,并且上升坡度很陡。我们只要将50g/L的NaNO₂水溶液装入比色皿,参比比色皿中装满水,将仪器的波长调到340nm。此时,因为50g/L的NaNO₂水溶液在0-385nm处不透光,故仪器在340nm处的输出应该为0。但仪器的实际输出不是0,即有光信号输出,就是340nm处的杂散光。