分光光度计杂散辐射率

    杂散辐射率一直是分光光度测量的一个重要影响因素，它的存在会使比尔定律产生偏移，JJG178-2007《紫外、可见、近红外分光光度计》检定规程中，对不同级别的分光光度计的杂散辐射率分别进行限定：

A段杂散辐射率要求为：220nm处分别不超过0.1%、0.2%、0.5%、1.0%；

B段杂散辐射率要求为：360nm处分别不超过0.1%、0.2%，0.5%、1.0%；420nm处分别不超过0.2%、0.5%、1.0%、2.0%。

　　1、杂散辐射率的产生原因

　　杂散辐射率是指在单色光波长一定间隔（一般为五个光谱带宽）范围之外，通过单色器所得到的全部辐射能，杂散辐射率的大小，反映了出射光束的光谱纯度。

　　对于分光光度计而言，杂散辐射率包含了三方面的辐射能，一是波长与测量波长相同，但由于种种原因偏离正常光路，在不通过样品的情况下，直接射到光电接收器上的辐射能；二是虽然经过了样品，但是由于光学系统色散原件及反射透射镜的缺陷，如不必要的反射面、狭缝的缺陷、灰尘的散射、光学件（如光栅、透镜、反射镜等）表面的损伤、霉斑、准直系统内部或有关隔板边缘的反射、光学系统的像差、热辐射或荧光引起的二次电子发射、单色器内壁黑化处理不妥、不均匀色散等产生的进入光电接收器的非测量波长辐射能；三是暗盒和样品室未盖严从外部漏入的光线。

　　2、杂散辐射率对测量的影响

　　杂散辐射率的存在会使朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律产生偏移。杂散辐射率是分光光度计的关键性技术指标，是分析误差的主要来源，它决定了仪器分析样品的浓度范围，特别是浓度的上限，当一台分光光度计的杂散辐射率一定时，被分析的试样浓度越大，其分析误差就越大，它能使建立的标准曲线弯曲。过大的杂散辐射率不但会淹没小吸收峰，造成光谱图线条的连续不光滑，还会降低仪器的测量准确度，笔者曾经检过杂散辐射率高达30%T的分光光度计。根据朗伯-比尔定律：

　　A=-lgT

　　如果存在杂散辐射率，则A=-lg（T0+Ts）

　　T0为样品引起的透射比值，Ts为杂散辐射率引起的透射比值，从式中可以看出Ts越大，T0越小，杂散辐射率对测量的影响越大。

　　3、减小和消除杂散辐射率的方法

　　（1）选择购买具有优良光学系统的分光光度计，这些仪器制作精良，能够将固有的杂散辐射率降到最小，例如好的单色器杂散辐射率就比较小，光栅式单色器一般比棱镜式好。

　　（2）仪器应放置在无振动的工作台上，振动会使准直系统的零件松动，光路位置偏移，狭缝变大变小，从而引起杂散辐射率变大。

　　（3） 仪器应放置在粉尘小的场所，粉尘会附着在光学元件的表面，也会通过狭缝等缝隙进入光接收器及单色器的暗盒，降低单色光的能量、增加光的散射，引起杂散辐射率变大。

　　（4） 仪器应放置在干燥的场所，潮湿会使光学元件表面发霉受腐蚀，引起杂散辐射率变大。

　　（5）确保暗盒和样品盒的密封性，防止不必要的光线进入光电接收器。

　　（6）对于杂散辐射率已经超差的仪器，首先应该对光学元件特别是单色器进行处理，根据笔者十多年的工作经验，90%以上的杂散辐射率超差都是因为粉尘和潮湿引起的，特别是在饲料厂、冶金厂等单位使用的仪器。然后用电吹风吹干，对单色器出射孔的保护玻璃尤其要清洗干净，这片玻璃的散射对杂散辐射率影响最大。其次，暗盒内表面锈蚀剥落、损伤也要及时处理，防止不必要的反射。最后，光源的位置要调整到最佳状态，光源的光线经准直镜后，与光轴平行完整地进入光孔，也是有效减少杂散辐射率的手段之一。