质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、概述

赛默飞 Evolution 系列分光光度计 是一款以高精度、高稳定性著称的紫外–可见光光谱分析仪器，广泛应用于生命科学、化学分析、药物检测、环境监测及材料研究。
仪器的测量精度（Measurement Accuracy）是其性能评价的核心指标之一，它决定了吸光度、透射率和浓度测定结果的可靠性。

“测量精度”通常用于描述仪器读数与真实值之间的一致性，而“重复性”则表示多次测量结果之间的一致程度。Evolution 系列凭借先进的双光束光学设计、低噪声检测系统及智能信号处理算法，能在全波段范围内保持优异的光度精度和重现性。

二、测量精度的定义与指标

2.1 吸光度精度（Photometric Accuracy）

吸光度精度是指仪器测得的吸光度值与标准参考值之间的差异。
在实验标准中，常以下式表示：

ΔA=Ameasured−Atrue\Delta A = A_{\text{measured}} - A_{\text{true}}ΔA=Ameasured−Atrue

若 |ΔA| ≤ 0.005 A，即表示光度精度良好。
Evolution 系列在 0–2 A 范围内的典型吸光度准确度可达 ±0.003 A。

2.2 波长精度（Wavelength Accuracy）

波长精度反映仪器光栅定位的准确程度。
根据国家计量规范，波长偏差应满足：

• 紫外区（200–400 nm）：±0.3 nm；

• 可见区（400–800 nm）：±0.5 nm。

Evolution 采用高分辨率步进电机和全息光栅，实际精度优于 ±0.2 nm。

2.3 重复性（Repeatability）

在相同条件下多次测定同一样品，测得吸光度值间的标准偏差。
Evolution 的重复性通常优于 ±0.001 A。

2.4 线性度（Photometric Linearity）

表示吸光度与浓度之间的线性关系是否符合 Lambert–Beer 定律。
当吸光度在 0–2 A 区间内时，Evolution 的光度线性偏差小于 0.3%。

2.5 噪声与漂移

• 噪声（Noise）：信号波动量，一般 ≤ ±0.0003 A；

• 漂移（Drift）：随时间变化的基线偏移量，Evolution 通常 ≤ 0.0005 A/h。

这些指标共同反映了仪器的测量精度与长期稳定性。

三、测量精度的物理基础

3.1 Lambert–Beer 定律

分光光度法的理论基础为 Lambert–Beer 定律：

A=εclA = \varepsilon c lA=εcl

吸光度 A 与浓度 c 线性相关，当波长、光程和摩尔吸收系数 ε 固定时，A 值应严格随浓度变化。
因此，仪器必须保持波长和光强的稳定，才能保证吸光度线性关系的成立。

3.2 双光束光路设计

Evolution 采用 双光束结构，即光源发出的光经分束后分别穿过样品和参比通道，检测器同时测得 I 和 I₀，计算吸光度 A = –log(I/I₀)。
此设计可自动补偿光源强度波动、电子漂移和环境干扰，大幅提高光度稳定性。

3.3 高精度光栅与反射镜系统

全息光栅的角度控制直接决定波长准确度。Evolution 采用步进电机驱动系统，光栅角度控制精度可达 0.01°。
反射镜表面镀膜层反射率高、杂散光低，保证光束聚焦精准。

四、影响测量精度的因素

4.1 光源稳定性

光源强度波动是光度误差的主要来源。
氘灯与钨灯使用时间超过 1000 小时后会出现衰减，应定期更换。
仪器需预热 10–15 分钟，使光源电流稳定。

4.2 比色皿质量与放置

• 比色皿光程不一致会引起系统误差；

• 表面污迹、划痕或气泡会导致散射光；

• 应确保比色皿方向统一，光程面清洁透明。

4.3 样品状态

• 悬浮颗粒、气泡会引起散射，降低透光率；

• 浓度过高时吸光度非线性，应稀释样品；

• 溶液温度变化可能改变吸收特征。

4.4 仪器环境

• 温度变化：影响光栅膨胀、探测器噪声；

• 湿度过高：易在光窗形成冷凝，影响透光；

• 振动或电源不稳：会造成信号波动。

4.5 操作与校准

• 空白校正错误或基线未归零；

• 波长未正确选择；

• 未执行定期光度校准。

五、测量精度的验证与评估方法

5.1 波长准确度验证

使用 氧化钬（Ho₂O₃）滤片 或 钕玻璃滤片 校验特征吸收峰位置。
示例标准峰值：241.5 nm、361.5 nm、536.3 nm、638.3 nm。
测得值与标准值差异不超过 ±0.3 nm 为合格。

5.2 光度准确度测试

采用 重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）标准溶液 测试。
在 235 nm、257 nm、313 nm、350 nm 波长处测吸光度，计算偏差。
Evolution 仪器光度偏差通常 ≤ ±0.005 A。

5.3 光度线性验证

制备 0、20、40、60、80、100 mg/L K₂Cr₂O₇ 溶液，绘制吸光度–浓度曲线。
R² ≥ 0.999 说明线性良好。

5.4 噪声与漂移测试

在空比状态下扫描 10 分钟：

• 噪声 ≤ ±0.0003 A；

• 漂移 ≤ 0.0005 A/h。

5.5 重复性测试

同一样品重复测量 5 次，计算标准偏差 SD：

SD=∑(Ai−Aˉ)2n−1SD = \sqrt{\frac{\sum (A_i - \bar{A})^2}{n-1}}SD=n−1∑(Ai−Aˉ)2

若 SD ≤ 0.001 A，即重复性良好。

六、测量精度提升的策略

6.1 优化光源

• 预热光源至稳定状态；

• 定期更换氘灯、钨灯；

• 避免频繁开关机，防止灯丝震动损坏。

6.2 波长校准

• 每月执行一次波长校准；

• 使用标准滤片确认光栅角度正确；

• 若峰值偏移，调整光栅定位。

6.3 光度校准

利用标准吸收片或标准溶液对光度系统进行验证。
校准后应记录校准曲线与误差范围，确保可追溯性。

6.4 样品处理

• 过滤或离心除杂质；

• 恒温放置以防温度漂移；

• 反应类实验保持反应时间一致。

6.5 环境控制

• 室温保持在 20–25 ℃；

• 湿度控制 50% 左右；

• 仪器远离震源与强电磁设备。

七、软件算法对测量精度的支持

Evolution 内置 数字信号处理（DSP） 与 自动基线修正算法：

1. 实时信号平均：消除瞬时电噪声；

2. 漂移补偿：长时间测定中自动修正基线偏移；

3. 动态积分时间调节：根据信号强度自动调整采样时间，确保高信噪比；

4. 光源切换平滑化：在氘灯与钨灯交界处实现信号连续性。

这些算法显著提升了低吸光度与长时间监测条件下的测量精度。

八、标准样品在精度验证中的应用

常见标准样包括：

标准样品应定期更换或经计量校准机构验证，避免老化引起误差。

九、测量精度误差分析

9.1 系统误差

由仪器结构或校准引起，表现为测定结果与标准值长期偏离。
包括光源衰减、光栅角度偏差、比色皿误差等。
解决方法：定期校准与维护。

9.2 随机误差

由环境噪声、操作差异造成。
通过多次测量并取平均可降低影响。

9.3 操作误差

由实验人员造成，如样品混匀不充分、空白不匹配、读取时机不一致。
应规范操作流程，使用定时程序自动测量以避免人为差异。

十、光学系统对测量精度的保障

1. 双光束结构：自动补偿光源波动；

2. 高反射率镜面：保证光能传输效率；

3. 低杂散光设计：杂散光 < 0.05%；

4. 自动狭缝控制：带宽调节范围 0.5–5 nm，优化分辨率与信噪比；

5. 高灵敏度检测器：线性响应范围宽，确保弱信号也能精确测量。

十一、测量精度与实验设计关系

1. 单波长法：在特征吸收峰 λmax 测定，误差最小；

2. 双波长法：用于背景干扰校正，提高精确度；

3. 多波长法：适合复杂体系，多组信号平均减少误差；

4. 差谱法：检测反应前后差异，增强检测灵敏度。

选择合理的测量方法同样有助于提升整体精度。

十二、测量精度保持的长期策略

1. 建立校准档案：记录每次校准日期、误差值与操作人；

2. 年度计量检测：委托第三方机构进行标准比对；

3. 定期性能验证：每季度进行波长与光度双验证；

4. 仪器维护日志：记录光源更换、光路清洁等历史信息；

5. 操作培训制度：确保人员熟悉操作细节与参数设置。

十三、典型应用中的精度要求

不同应用场景对精度要求各异，但 Evolution 均能满足科研级分析需求。

十四、数据可靠性判断

判断测定结果是否可信，可依据以下标准：

• 标准曲线相关系数 R² ≥ 0.995；

• 空白基线稳定，无显著漂移；

• 重复测定相对偏差 ≤ 2%；

• 校准物质测定误差 ≤ 5%；

• 仪器状态自检通过，无异常提示。

满足以上条件，即可确认测量精度处于合格水平。