1、1分光光度计的杂散光对测量的影响摘 要:可见分光光度计及紫外一可见分光光度计在制药、分析、检验中普遍使用,影响该仪器测量误差的因素很多,其中杂散光是主要来源之一。现就杂散光对仪器测量结果的影响予以说明。 关键词:杂散光 测量 影响 1 引言 杂散光是检定分光光度计的一个重要检测项目，同时也是判断仪器优劣的一个重要参数。杂散光一般是仪器设计本身造成的，产生的原因是由于光源发出的光经过单色器时有可能从单色器舱内及其它光学元件表面发生反射，从光学元件表面以及大气中的灰尘也可以发生散射，这些都会产生杂散光。杂散光的存在会对比尔定律产生偏移。光栅是杂散光的主要来源，它产生的杂散光占总杂散光的 80%以上
2、 2 杂散光对测量吸光度的影响 2.1 杂散光的定义： 杂散光（stray light）是指到达接收器的被测波长以外的其他波长的光。在某些情况下杂散光可能扰乱吸收带而使测量结果偏离吸收定律。杂散光通常用透过率表示。 如果是在成像系统中，那么杂散光指光学系统成像时到达像面上的光线除了按正常光路进行的成像光线外还有一部分是不参加成像的非成2像光线在像面上的扩散，它严重地影响了光学系统的成像质量。这部分非成像光线称为杂散光。 本文主要针对分光光度计的杂散光对测量的影响进行探讨。 2.2 吸光度误差公式的推导: 设A=A0-As 式中A-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
3、果的影响)； As-吸光度测量值(考虑杂散光对测量结果的影响)。 根据朗伯-比尔定律 A= -log 即 1/=10A 式中：A-吸光度；-透射比。 所以A=A0- As =logs-logO=log(s/0) （1） 因为 0=I/I0 故 s=(I+Is)/(I0+ Is)=( 0+S)/(1+S) （2）(假定样品对杂散光是透明的) 式中：I透射光强度； I0入射光强度； Is杂散光强度。 设 Is/I0=S 为杂散光，通常用透光率表示。 如可见分光光度计的杂散光为 T=1.0%,则表示 S=0.010 即 Is=0.01I0 由(1)、(2)式:： A=log(s/0)=log(0+S
4、)/(1+S)/ 0=log(1+S/0)/(1+S) 3=log(1+S10A0)/(1+S)(3) 2.3A、S、A0 三者之间的关系 因为(1+S10A0)/(1+S)是大于 1 的数，由此可见，由于杂散光的存在，测量值小于真值。 由上表可以看出：杂散光越大，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，因此杂散光的大小限制了分光光度计的测量上限。 针对制药行业，要求药品的测量误差1.0%，假如某台紫外分光光度计的杂散光为 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%，超出了规定误差值
5、。 3 杂散光产生的原因及减小杂散光的措施 一般情况下仪器标识的杂散光是仪器设计本身造成的，不是样品造成的，杂散光在仪器的制造中不可能从根本上消除。造成杂散光的原因是分光器件产生的，主要是光栅或棱镜、反射镜、准直镜、滤光片等；其他部分的反射漫反射也能造成杂散光。 另外单色系统密封性差，也是导致杂散光增大的原因。而且良好的密封性不但能防止灰尘进入，也可以防止潮气进入，从而避免了光学部件被玷污，引起更大的杂散光。对于已经被玷污的光学零件，可以用脱脂软布蘸纯净的乙醚、丙酮混合液擦拭，对于单色系统内部的光栅、反射镜可用一种专用的光栅清洁纸处理。可以大大减小杂散光。 针对密封性差，光源系统避免强光直射，
6、能大大减少杂散光。我们4做过一个实验，在阳光照射下检一台 721 分光光度计，杂散光为 30%。将仪器搬离光源，杂散光为 4%。可见强光对测量的影响多么大了。另外实验室应有一定的防尘条件，房屋墙壁、地板都应保持洁净。如果工作环境中弥漫着细微的尘土，会增加仪器的杂散光。 如果一台新仪器检定时发现杂散光偏大，首先检查固定光学部件的螺钉是否松动，是否引起光栅、反射镜等位置得变化，如果是，应重新进行调整、固定，使光束恢复正常位置。 杂散光对分析测试的误差的影响有两种形式： （1）杂散光的波长与测试波长相同，这种主要是由于光学元件，机械零件的反射和漫射引起的。 （2）指测试波长以外的，偏离正常光路而到达光电转换器的光线，通常是由光学系统缺陷引起的。 4 结论 通过以上论述，我们知道杂散光能引起测量误差。杂散光越大产生的测量误差就越大，并随着测量吸光度值的增大而增大。小的杂散光只对高吸光度的样品有较大的影响，对于一般情况下的测量不会造成大的干扰。 注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以 PDF 格式阅读原文
