Thermo Scientific 可见分光光度计 操作与应用详解
一、仪器简介
可见分光光度计是一种通过测量物质对可见光吸收强度，来分析其浓度、纯度或组成的常规分析仪器。赛默飞（Thermo Scientific）推出的多款可见分光光度计，在基础科研、教学实验、工业质控等方面发挥着重要作用，具备灵敏度高、操作简便、功能多样等特点。
该类仪器广泛适用于水质分析、食品检测、药品检验、环境监测、生化分析等行业，尤其适合对具有可见吸收特性的样品进行定量与定性研究。
二、工作原理
Thermo可见分光光度计的基本工作原理基于比尔-朗伯定律（Beer-Lambert Law）：
A = ε × b × c
其中：
A 为吸光度；
ε 为摩尔吸收系数（与物质和波长有关）；
b 为光程长度（比色皿厚度，通常为1 cm）；
c 为物质浓度。
当一束单色可见光通过样品时，样品会吸收部分光能，仪器检测到的透过光强度与原始光强之间的差异，反映了样品的吸光度。通过比较标准样品与未知样的吸光度，可计算样品浓度。
三、仪器组成结构
赛默飞可见分光光度计主要由以下几个部分构成：
1. 光源系统
使用高稳定性钨卤素灯，覆盖400–800 nm的可见波长范围，适用于色素、金属络合物等常见分析物。
2. 单色器
常见为光栅型单色器，用于将白光分解为特定波长的单色光。用户可手动或程序控制选择目标波长，波长精度通常在±1 nm以内。
3. 比色皿槽
适配标准玻璃比色皿（1 cm 光程），部分型号支持自动换样架或多槽样品池。槽体设计确保良好的光路对准与稳定性。
4. 检测器
采用硅光二极管检测系统，具有响应速度快、信号稳定、使用寿命长等优势。
5. 控制与数据系统
通过主机面板或连接电脑进行参数设定、波长控制、模式选择、数据采集、图谱显示与报告输出。
四、仪器操作流程
1. 开机与准备
打开主电源，仪器进入自检状态；
检查比色皿槽是否干净无异物；
预热光源10–20分钟，以稳定输出；
启动软件系统（如INSIGHT或设备自带界面）；
确认波长设置范围与单位一致性。
2. 设置测量参数
根据实验需求设定以下内容：
测量模式：
波长选择：
可设单波长或多波长（用于差分比率法）；
若需进行光谱扫描，可设置起止波长、间隔与扫描速度。
其他参数：
测量响应时间；
样品名称与编号；
数据保存格式（表格、图谱、报告等）。
3. 空白校正
准备与样品体系一致的空白液体（通常为溶剂）；
将空白液体装入比色皿，并放入样品槽；
启动“空白校正”命令，仪器会自动调整零点基准；
空白比色皿取出后，进行样品测试。
4. 样品测量
将样品液体装入干净、透明的比色皿；
插入仪器样品槽；
点击“测量”或“开始”，仪器自动记录当前吸光度或透过率；
若为多样测定，可重复操作并保存结果。
5. 定量分析（标准曲线法）
配制一系列不同浓度的标准溶液；
分别测量各标准溶液的吸光度；
软件自动拟合标准曲线，计算拟合方程；
测定未知样的吸光度，代入公式得出浓度。
五、典型应用案例
1. 食品添加剂测定
如柠檬黄、日落黄等色素，在特定波长下具有明显吸收峰，通过吸光度测量可以评估其含量是否超标。
2. 水质监测
对水体中高锰酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等污染物进行比色法定量分析，评估污染程度。
3. 医药分析
用于检测药品溶液的纯度、溶出率或降解产物，例如对对乙酰氨基酚片剂进行含量检查。
4. 教学实验
在化学、生物教学中用于溶液浓度验证、反应速率监测、组分分离等演示性实验。
5. 工业质控
在染料、油漆、化妆品等行业中，用于测量产品色度与光学稳定性。
六、数据处理与保存
赛默飞可见分光光度计配套软件支持多种数据处理功能：
自动生成吸收图谱；
多点拟合标准曲线；
线性与非线性拟合选择；
样品批次管理与编号；
导出为PDF、Excel或图片格式；
可配置测量报告模板并批量打印。
七、仪器维护与操作规范
为确保仪器长期稳定运行，应注意以下维护事项：
1. 日常维护
每次使用完后清洗比色皿，避免残留物对下次测试造成干扰；
定期用干燥空气或镜头纸清洁比色槽内部；
使用高纯度溶剂或缓冲液配置样品；
仪器长期不使用时应关闭光源并盖上防尘罩。
2. 光源维护
钨灯使用寿命有限（一般1000小时），若发现光源亮度下降或信号波动，应考虑更换；
更换后应重新校正波长并测试空白吸收值。
3. 波长与吸光度校验
定期使用标准滤光片校验波长准确性（如Didymium滤光片）；
使用已知吸光度标准液验证检测器线性响应；
4. 软件与系统管理
定期更新软件以确保兼容性；
及时备份数据，避免误删除或系统崩溃导致资料丢失；
保持仪器与电脑接口清洁稳固，避免通信异常。
八、常见问题与解决建议
| 问题描述 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 无法开机 | 电源松动、电源板损坏 | 检查插头、联系维修服务 |
| 吸光度值为负或异常高 | 空白未校正、比色皿污染 | 重新进行空白校正、更换比色皿 |
| 波长偏移 | 光栅老化、软件校准失效 | 使用标准滤光片进行校正 |
| 数据无法保存 | 存储设置错误、权限限制 | 修改保存路径或提升权限设置 |
| 光谱图出现杂峰或干扰 | 样品混浊、气泡干扰 | 过滤样品、去除气泡再测量 |
九、总结
Thermo Scientific 可见分光光度计是一种可靠、高效的光学分析设备，在众多科学与工业应用中占据重要地位。通过熟练掌握其原理与操作规范，用户可在日常实验、分析检测或质量控制中获得准确、重复性强的数据结果。其开放的参数设定、便捷的样品测量与强大的数据处理功能，为实验提供全流程的技术支持。
如果您在使用过程中遇到特定实验难题、样品疑问或需要定制化应用建议，可继续深入交流以获得更具针对性的解决方案。
