略論紫外可見分光光度計的光度準(zhǔn)確度

略論紫外可見分光光度計的光度準(zhǔn)確度
摘要本文從設(shè)計者、生產(chǎn)者和使用者的角度，討論了紫外可見分光光度計(UV—VISS) 的光度準(zhǔn)確度(PA，Photometry Accuracy)的重要性；指出了影響uV—VlSS的PA的主要因素；提 出了如何保證或提高uV—VlSS的PA的主要途徑。電容表| 電力分析儀| 諧波分析儀| 發(fā)生器| 多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量儀| 光度計| 電壓計| 電流計| 本文可供設(shè)計、生產(chǎn)、使用和有關(guān)的領(lǐng)導(dǎo) 者們參考。

一 ． 前言 目前，國際上有上百家從事uv—VIS5生產(chǎn)的廠商，但在UV—VISS的(PA，Photometry Accu— racy)這個關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面都存在嚴(yán)重問題!首先，就拿PA的表示方法來講，目前，國際上 一般都用透過率誤差(AT)或吸光度誤差(AA)表示。有的廠商同時給出AT和AA，但有的 廠商只給AT或AA。筆者認(rèn)為這兩種給法都是對的。但筆者口 研究表明：在同時給出AT和 AA的廠商中，只有美國P—E的Lam~9 J 是正確的，其余都是錯誤的(AT與AA相互矛 盾)!因此，筆者將這些錯誤稱之為國際性的錯誤!至于國際上各有關(guān)廠商給出的AT的具體 數(shù)值，問題更加突出!筆者-4 經(jīng)過認(rèn)真的、深入的研究，發(fā)現(xiàn)除LamM9等少數(shù)廠商給出的AT 的具體數(shù)值是正確的以外、其余所有國家的廠商給出的AT都是錯誤的!如日本的Shimadzu、 Hitachi和中國的大多數(shù)廠商等都是如此；大家給出的AT的具體數(shù)值，不管是什么檔次的Uv — VlSS．在O一100％T的范圍內(nèi)都是千篇一律為±O．3％T- ±0．5％T!同樣，這也是一個國 際性的錯誤 !筆者認(rèn)為，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因有三個：第一，未深入研究，不懂得AT和 (透過率真值)的關(guān)系，不懂得AA和A0(吸光度真值)的關(guān)系，也不懂得影響AT和AA的主 要因素；第二，人云亦云，不管對不對，你這樣寫，我也這樣寫；第三，商業(yè)上的需要，人家給的± 0．3％T，我如不這樣寫，就擔(dān)心會影響銷售。 本文將從設(shè)計、生產(chǎn)、使用三者的角度研究、討論P(yáng)A及其有關(guān)問題。

二．uv—VISS的PA的重要性 什么叫uv—VISS的PA? 簡言之，uv—VISS對某試樣吸光度的實際測量值與該試樣吸 光度真值(實際值)之差就口q PA。它是uV—VISS可靠性的核心!什么叫可靠性?可靠性一般 可分為狹義和廣義兩種 ；狹義可靠性是指傳統(tǒng)的可靠性，主要指儀器的設(shè)計、制造方面的故 障率(含元器件)；而廣義的可靠性則還應(yīng)包括儀器的性能指標(biāo)、售后服務(wù)等。前者是制造廠商 應(yīng)解決的問題，后者為用戶最關(guān)心的問題。儀器故障率高、安全性差，當(dāng)然是不可靠。但測量 的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，出了故障不能及時排除，也是不可靠!對用戶來講，一臺U、L ",qSS，如果分析 測試的結(jié)果不準(zhǔn)確(PA差)，就是最大的不可靠!所以，任何UV—VISS的設(shè)計者、生產(chǎn)者，都希 望自己作出的UV—VISS具有很高的PA；任何使用者都希望自己使用的UV～VISS具有很高的 PA!任何UV—VISS的使用者都要求自己使用的儀器穩(wěn)定可靠。對用戶來講，所謂穩(wěn)定，就是 漂移小，重復(fù)性好。所謂可靠，就是測量結(jié)果準(zhǔn)確(測量結(jié)果誤差小)、故障率小，出了故障能及 時排除。穩(wěn)定可靠，是一切UV—VISS使用者選擇儀器的宗旨!因此，PA應(yīng)是UV—VISS的設(shè) 計者、生產(chǎn)者和使用者們共同最關(guān)心、攝重要的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)!

三．影響PA最主要的因素： 筆者經(jīng)過反復(fù)研究，認(rèn)為單從儀器的本身來看，影響PA最主要、最關(guān)鍵的因素，可用下述 數(shù)學(xué)表達(dá)式描述： PA=“sL、N、SBW) 式中：PA一光度準(zhǔn)確度 sL一雜散光 N一噪聲 SBW一光譜帶寬
1 ． SBW ： UV—VISS的SBW 非常重要，它是影響UV—VISS的PA的主要因素之一。筆者的實踐表 明：在藥品檢驗中，由于某些藥品具有尖銳的吸收峰，SBW顯得更加重要；例如：細(xì)胞色素C，在 7rim的SBW測試時，會產(chǎn)生30％以上的誤差!在SBW =2mn時，會產(chǎn)生10％左右的誤差!只 有SBW為0．3nm時，測試結(jié)果才能真正反映出如細(xì)胞色素C的實際的吸光度值!所以，必須 要非常重視對UV—VISS的SBW 的研究!特別是藥檢工作者，在挑選UV—VISS時，更要注意 SBW。一般來講，固定SBW 的uv—VISS，不宜用在藥檢和科研工作中，否則，會產(chǎn)生很大的分 析誤差。
目前，我國還有不少藥廠用SBW=4mn或SBW 更大的、固定SBW 的UV—VISS作為 質(zhì)量控制儀器，這是不對的，應(yīng)該改用SBW~2nm的uV—VISS才對。為何?因為OWEN【 的 研究表明：若SBW／NBW(光譜帶寬／自然帶寬)=0．1時，則能滿足世界上99％ 的試樣的分析。 而地球上所有有機(jī)試樣的自然帶寬一般都在20rim左右。所以，如果uV—VISS的SBW=2nm， 則此時2／20=0．1，基本上能滿足99％ 的藥品分析檢驗工作的要求。并且，分析測試的準(zhǔn)確度 為99．5％[ 。所以，中國和許多國家的藥典都規(guī)定用于藥品質(zhì)控的uV—VISS，必須要求SBW ≤2nⅢ，就是這個道理!‘ UV—VISS的sL非常重要!它直接限制被分析測試試樣濃度的上限。SI-I,M’E(8 和筆者[ ] 的研究表明：在2Abs處，若有0．1％ 的SL，則可產(chǎn)生5％的誤差；若在0．434Abs處，儀器的sL 為0．5％ ，則分析結(jié)果的相對誤差就會超過1％ ，就不能滿足藥典分析工作的要求!筆者 研 究表明；若sL=0．o5％ ，則在要求測試的相對誤差為1％ 時，被測試樣濃度上限可達(dá)I．8,Mas； 若SL=0．01％ ，則可滿足濃度為2．3Abs左右的試樣的分析要求(相對誤差仍為1％)。
但國外 有些廠商對此很不負(fù)責(zé)任的亂宣傳，如日本的島津，它的2501PC 1。 自稱是世界上最高級的uV — VISS，在樣本上講，分析測試的試樣的濃度可達(dá)9Abs!筆者從理論上和實踐上進(jìn)行了認(rèn)真的 研究 ]，發(fā)現(xiàn)250IPC樣本j?_~lo3提供的sL為3×10‘6根據(jù)比耳定律和雜散光理論【I2]一Ll4]，筆 者計算的結(jié)果，在9Abs時，分析測試的絕對誤差△A在3Abs以上!這種分析測試結(jié)果的可靠 性極差!毫無實用價值!所以，250IPC提供的所謂可測到9．~d3s是不實用的!是無意義的1 3 ． N ： uv—VISS的N，包括光N和電N；光N由光源的發(fā)光強(qiáng)度分布所產(chǎn)生，電N由放大器、 PNT、各類電源等所引起。N是uV—VISS的最重要的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，它直接限制uV— VISS的檢測下限。因此，必須重視對N的研究。
筆者 1 的研究表明：若要滿足藥典的要求(分析測試的相對誤差為1％)，則在試樣的吸光 度為0．05,~s時，儀器的N必須在0 0005Abs!而目前，日本和中國的許多uv—VISS的生產(chǎn)廠 家并未重視這個問題。許多廠商給不出儀器的N(如Shimadzu的240IIE、2501PC一等)，這就意 味著他們生產(chǎn)的UV—VISS的檢測下限是未知的!有的廠商給出了儀器的N，但是太大，不能 滿足藥典的要求!筆者認(rèn)為，只要認(rèn)真研究N，真正認(rèn)識了N的重要性，并在實踐中重視降低 N，我國的uv—VISS就會上一個新的臺階!如我國的北京普析通用公司，由于重視了對N的 研究，他們的TU—I901 UV—VISS的N達(dá)到了0 0004Abs，與目前國際上最高級的uv—VISS之 一的美國P—E公司的Lambda9C 處在同一個數(shù)量級上( 毋的N為0．O002Abs)! 綜上所述，UV一Ⅵss的設(shè)計者、制造者在生產(chǎn)儀器時，使用者在挑選儀器時，都必須特別 重視儀器的N這個非常重要的技術(shù)指標(biāo)!

四．如何保證或提高Uv—VISS的PA： ·
1．設(shè)計者 ① 認(rèn)真開展有關(guān)PA的基本理論研究；認(rèn)真搞清△A、／xT和SL、N、SBW 等技術(shù)指標(biāo)的關(guān) 系。 ② 認(rèn)真開展影響PA的主要因素的研究；并用來指導(dǎo)生產(chǎn)。 ③ 認(rèn)真開展PA測試方法的研究；力爭科學(xué)、準(zhǔn)確的測出PA。 ④ 認(rèn)真與使用者溝通，不斷了解用戶對PA的要求。
2．生產(chǎn)者： ① 必須對元器件進(jìn)行嚴(yán)格篩選(含光源、光柵等光學(xué)元件、PMT、電子元器件等)。 ② 必須有嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝。 ③ 必須對儀器的性能指標(biāo)進(jìn)行全面測試(含比色皿配對、SL、N、SBW、PA等)。 ④ 必須對電子元器件作全面測試(含各類電源、放大器、光源等的電學(xué)指標(biāo))。 ⑤ 必須與用戶保持聯(lián)系，加強(qiáng)售后服務(wù)。
3．使用者： ① 認(rèn)真了解儀器基本結(jié)構(gòu)，力爭把儀器用在最佳狀態(tài)。 ． ② 認(rèn)真按說明書的要求操作儀器，切不可違反說明書進(jìn)行操作。 ③ 認(rèn)真進(jìn)行儀器的日常維護(hù)，保持室內(nèi)清潔，注意控制室內(nèi)溫度和濕度。 ④ 認(rèn)真作好試樣的前處理，減少因試樣的前處理而產(chǎn)生的比耳定律偏離。 ⑤ 認(rèn)真總結(jié)使用儀器的經(jīng)驗。經(jīng)常與生產(chǎn)廠保持聯(lián)系。經(jīng)常參加分析儀器行業(yè)的技術(shù) 交流會。

五．結(jié)束語：PA是UV—VISS最重要的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一；SL、N和SBW是影響PA的最主 要的因素。所以，重視uV—VISS的PA的研究，就應(yīng)特別重視uv—VISS的SL、N和SBW 的研 究!只有設(shè)計者、生產(chǎn)者、使用者共同努力，才能保證或提高uv—VISS的PA!