紫外可見分光光度計(jì)通過比較穿過樣品的光束強(qiáng)度與未放置樣品的參考光束的強(qiáng)度來提供定量測(cè)量。樣品的濃度越高,它吸收的光就越多,因此高濃度測(cè)量對(duì)應(yīng)于高吸光度值。然而,在高吸光度下,實(shí)際上很少有光到達(dá)儀器檢測(cè)器,對(duì)于許多市售的不同分光光度計(jì)來說,對(duì)這些非常低的信號(hào)水平進(jìn)行準(zhǔn)確的線性測(cè)量是非常具有挑戰(zhàn)性的。如果極低光照水平的測(cè)量不是線性的,那么儀器的高吸光度值測(cè)量將不準(zhǔn)確,不能用于可靠的定量測(cè)量。
吸光度和線性
根據(jù) Beer-Lambert 定律,吸光度 (Abs) 是樣品濃度的線性函數(shù)。盡管分光光度計(jì)實(shí)際上測(cè)量的是光的透射率。對(duì)于只有非常少量的光到達(dá)檢測(cè)器的高吸光度測(cè)量,任何影響這些低水平測(cè)量的儀器效應(yīng)都會(huì)對(duì)測(cè)量的線性度產(chǎn)生重大影響。雖然大多數(shù)分光光度計(jì)指定的可測(cè)量吸光度范圍在 0 - 4 Abs 之間,但儀器光學(xué)器件的質(zhì)量決定了低光水平下的實(shí)際性能。最重要的考慮因素是雜散光和噪聲的貢獻(xiàn)。
雜散光
雜散光是從單色儀到達(dá)檢測(cè)器的任何不直接來自測(cè)量光束的光,它會(huì)影響測(cè)量的透射光,如下所示:
中檔儀器的典型雜散光系數(shù)約為 0.05%T,而高端儀器在單色儀版本中的雜散光貢獻(xiàn)率約為 0.015%T。然而,具有兩個(gè)單色器的研究級(jí)儀器可提供最佳的線性吸光度范圍,雜散光低至 0.00025%T。
對(duì)于中檔儀器,在 3 Abs 范圍內(nèi)由雜散光引起的誤差非常顯著,并且在 4 Abs 時(shí)要高得多,這意味著定量測(cè)量應(yīng)限制在 2 Abs 及以下。對(duì)于單色儀儀器,3 Abs 處的誤差更小,這意味著它可以用于直到該點(diǎn)的定量測(cè)量,但不能達(dá)到 4 Abs。然而,在雙單色器版本中,誤差可以忽略不計(jì),直至 4 Abs。
噪音
信噪比對(duì)于確定分光光度計(jì)的靈敏度至關(guān)重要。檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的峰間噪聲會(huì)影響非常小信號(hào)水平的測(cè)量精度,即高吸光度。系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)越好,能量吞吐量就越好,這反過來又可以提供非常低的噪聲測(cè)量。噪聲被引用為峰峰值或 RMS 值。RMS 對(duì)峰峰值有平滑作用,給出明顯更低的噪聲值。然而,直接影響低信號(hào)電平測(cè)量的是峰間噪聲,因此峰間噪聲是應(yīng)始終考慮的值。噪聲值的典型示例是零吸光度時(shí)的 0.0003A 峰間值,但對(duì)于頂級(jí)儀器,噪聲測(cè)量值為 0。
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