賴岸，張來平

（ 工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 511370）

0 引言

常見的分光光度計有可見光分光光度計、紫外可見分光光度計和紫外/可見/近紅外分光光度計。分光光度計的發(fā)展經(jīng)歷了幾個關(guān)鍵的技術(shù)突破階段，從最初的單光束發(fā)展到準雙光束、雙光束和雙波長；光學元件由棱鏡分光發(fā)展到光柵分光；電子學元件由電子管和晶體管組合電路到現(xiàn)在的集成電路。近年來，分光光度計的應(yīng)用范圍不斷地拓展，其結(jié)構(gòu)特點日趨多樣化，性能優(yōu)越性更加突出，特別是高精度型分光光度計，具有極佳的測量準確性和可靠性。不同類型的分光光度計的技術(shù)指標如表1所示[1]。

表1 不同類型的分光光度計技術(shù)指標

1 分光光度計的測量原理

紫外-可見吸收光譜分析法是基于200～800 nm光譜區(qū)域內(nèi)測定物質(zhì)的吸收光譜或在某指定波長處的吸光度值，對被測物質(zhì)進行定性、定量或者結(jié)構(gòu)分析的一種方法。分光光度計的測量原理是朗伯-比爾（Lambert-Beer）定律，如公式（1）所示：

式（1）中：A——物質(zhì)的吸光度；

I——入射的單色光強度；

Io——透射的單色光強度；

T——物質(zhì)的透射比；

k——物質(zhì)的吸光系數(shù)；

l——被分析物質(zhì)的光程；

c——物質(zhì)的濃度。

2 高精度分光光度計在計量中的溯源應(yīng)用

在化學計量和光學計量中，標準物質(zhì)或者玻璃濾光片作為常用的計量器具，通過對相關(guān)儀器的波長、透射比和雜散光等參數(shù)測量，評價儀器的性能，開展相關(guān)的計量工作。這些計量器具的量值溯源需要使用到光譜光度計標準裝置，高精度分光光度計作為標準裝置中的重要組成部分，在標準物質(zhì)或標準器具的量值溯源中具有廣泛、深入的應(yīng)用。在已知的應(yīng)用領(lǐng)域中，分光光度計、酶標分析儀和農(nóng)藥殘留分析儀等化學儀器，以及透射式煙度計、霧度計和色差計等光學儀器的量值溯源中均需要使用到高精度分光光度計。

目前在測量與計量領(lǐng)域使用的最高精度分光光度計，不僅波長范圍能夠滿足使用需求，透射比與雜散光部分也具有明顯的優(yōu)越性，表2比較了目前市場上的兩種常見高精度分光光度計特性，并與光譜光度計標準裝置的技術(shù)要求做了比較。高精度分光光度計在每個參量上均優(yōu)于光譜光度計標準裝置的性能要求，完全可以滿足量值溯源的要求。

表2 高精度分光光度計的計量特性

根據(jù)JJG 1034—2008《光譜光度計標準濾光器檢定規(guī)程》，標準濾光器包含透射比標準濾光片、吸收型波長標準濾光片、干涉濾光片和雜散輻射標準濾光片。透射比標準濾光片一般包含中性灰玻璃濾光片、鍍金屬膜濾光片和重鉻酸鉀濾光片等。波長型標準濾光片包含干涉濾光片、氧化鈥濾光片、鐠釹濾光片和鐠鉺濾光片等[2]。光譜光度計檢定裝置作為開展標準濾光器的計量設(shè)備，其計量特性要求比較高，具體為：波長分辨力優(yōu)于0.05 nm，波長示值誤差優(yōu)于±0.20 nm；特征波長點透射比示值誤差優(yōu)于±0.001；雜散光輻射水平低于1×10-5；光譜范圍滿足工作需要。

根據(jù)化學儀器相關(guān)的檢定規(guī)程，高精度分光光度計主要用于標準物質(zhì)和濾光片的定值：

1）工作級分光光度計用于波長標準物質(zhì)與濾光片、透射比標準物質(zhì)（紫外光區(qū)濾光片和光譜中性濾光片）和雜散光標準物質(zhì)中[3]；

2）酶標分析儀計量中使用的標準干涉濾光片光譜中性濾光片，如圖1a所示[4]；

3）煙度計計量中使用標準中性濾光片，如圖1b表示[5]；

圖1 濾光片

4）農(nóng)藥殘留分析儀計量中使用光譜中性濾光片[6]。

使用高精度分光光度計給各類標準物質(zhì)和濾光片賦值的結(jié)果如表3所示，這些測量結(jié)果與計量技術(shù)規(guī)范中要求的技術(shù)指標相符，或者優(yōu)于對應(yīng)的技術(shù)指標。在實際開展計量的工作中能夠有效地保障量值傳遞的準確度與可靠性。

表3 高精度分光光度計測量標準物質(zhì)和濾光片的測量不確定度

3 結(jié)束語

上文的論述能夠充分地說明高精度分光光度計的優(yōu)越性能夠保證其作為量值溯源中標準器具的可靠性與準確性，并且在越來越多的化學與光學測量中發(fā)揮作用，比如：水質(zhì)分析中，對超低含量的吸光類物質(zhì)的含量測定、玻璃鍍膜的透光性測量、液體標準物質(zhì)濃度的定值和標準色板的定值等。值得一提的是，目前市場上的高精度分光光度計都是國外產(chǎn)品，國內(nèi)生產(chǎn)的分光光度計還不能作為標準器具，這類儀器的國產(chǎn)化是十分必要而有意義的。