略论紫外可见分光光度计的光度准确度

略论紫外可见分光光度计的光度准确度
摘要本文从设计者、生产者和使用者的角度，讨论了紫外可见分光光度计(UV—VISS) 的光度准确度(PA，Photometry Accuracy)的重要性；指出了影响uV—VlSS的PA的主要因素；提 出了如何保证或提高uV—VlSS的PA的主要途径。电容表| 电力分析仪| 谐波分析仪| 发生器| 多用表| 验电笔| 示波表| 电流表| 钩表| 测试器| 电力计| 电力测量仪| 光度计| 电压计| 电流计| 本文可供设计、生产、使用和有关的领导 者们参考。

一 ． 前言 目前，国际上有上百家从事uv—VIS5生产的厂商，但在UV—VISS的(PA，Photometry Accu— racy)这个关键技术指标方面都存在严重问题!首先，就拿PA的表示方法来讲，目前，国际上 一般都用透过率误差(AT)或吸光度误差(AA)表示。有的厂商同时给出AT和AA，但有的 厂商只给AT或AA。笔者认为这两种给法都是对的。但笔者口 研究表明：在同时给出AT和 AA的厂商中，只有美国P—E的Lam~9 J 是正确的，其余都是错误的(AT与AA相互矛 盾)!因此，笔者将这些错误称之为国际性的错误!至于国际上各有关厂商给出的AT的具体 数值，问题更加突出!笔者-4 经过认真的、深入的研究，发现除LamM9等少数厂商给出的AT 的具体数值是正确的以外、其余所有国家的厂商给出的AT都是错误的!如日本的Shimadzu、 Hitachi和中国的大多数厂商等都是如此；大家给出的AT的具体数值，不管是什么档次的Uv — VlSS．在O一100％T的范围内都是千篇一律为±O．3％T- ±0．5％T!同样，这也是一个国 际性的错误 !笔者认为，产生这种现象的主要原因有三个：第一，未深入研究，不懂得AT和 (透过率真值)的关系，不懂得AA和A0(吸光度真值)的关系，也不懂得影响AT和AA的主 要因素；第二，人云亦云，不管对不对，你这样写，我也这样写；第三，商业上的需要，人家给的± 0．3％T，我如不这样写，就担心会影响销售。 本文将从设计、生产、使用三者的角度研究、讨论PA及其有关问题。

二．uv—VISS的PA的重要性 什么叫uv—VISS的PA? 简言之，uv—VISS对某试样吸光度的实际测量值与该试样吸 光度真值(实际值)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 可分为狭义和广义两种 ；狭义可靠性是指传统的可靠性，主要指仪器的设计、制造方面的故 障率(含元器件)；而广义的可靠性则还应包括仪器的性能指标、售后服务等。前者是制造厂商 应解决的问题，后者为用户最关心的问题。仪器故障率高、安全性差，当然是不可靠。但测量 的数据不准确，出了故障不能及时排除，也是不可靠!对用户来讲，一台U、L ",qSS，如果分析 测试的结果不准确(PA差)，就是最大的不可靠!所以，任何UV—VISS的设计者、生产者，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仪器稳定可靠。对用户来讲，所谓稳定，就是 漂移小，重复性好。所谓可靠，就是测量结果准确(测量结果误差小)、故障率小，出了故障能及 时排除。稳定可靠，是一切UV—VISS使用者选择仪器的宗旨!因此，PA应是UV—VISS的设 计者、生产者和使用者们共同最关心、摄重要的关键技术指标!

三．影响PA最主要的因素： 笔者经过反复研究，认为单从仪器的本身来看，影响PA最主要、最关键的因素，可用下述 数学表达式描述： PA=“sL、N、SBW) 式中：PA一光度准确度 sL一杂散光 N一噪声 SBW一光谱带宽
1 ． SBW ： UV—VISS的SBW 非常重要，它是影响UV—VISS的PA的主要因素之一。笔者的实践表 明：在药品检验中，由于某些药品具有尖锐的吸收峰，SBW显得更加重要；例如：细胞色素C，在 7rim的SBW测试时，会产生30％以上的误差!在SBW =2mn时，会产生10％左右的误差!只 有SBW为0．3nm时，测试结果才能真正反映出如细胞色素C的实际的吸光度值!所以，必须 要非常重视对UV—VISS的SBW 的研究!特别是药检工作者，在挑选UV—VISS时，更要注意 SBW。一般来讲，固定SBW 的uv—VISS，不宜用在药检和科研工作中，否则，会产生很大的分 析误差。
目前，我国还有不少药厂用SBW=4mn或SBW 更大的、固定SBW 的UV—VISS作为 质量控制仪器，这是不对的，应该改用SBW~2nm的uV—VISS才对。为何?因为OWEN【 的 研究表明：若SBW／NBW(光谱带宽／自然带宽)=0．1时，则能满足世界上99％ 的试样的分析。 而地球上所有有机试样的自然带宽一般都在20rim左右。所以，如果uV—VISS的SBW=2nm， 则此时2／20=0．1，基本上能满足99％ 的药品分析检验工作的要求。并且，分析测试的准确度 为99．5％[ 。所以，中国和许多国家的药典都规定用于药品质控的uV—VISS，必须要求SBW ≤2nⅢ，就是这个道理!‘ UV—VISS的sL非常重要!它直接限制被分析测试试样浓度的上限。SI-I,M’E(8 和笔者[ ] 的研究表明：在2Abs处，若有0．1％ 的SL，则可产生5％的误差；若在0．434Abs处，仪器的sL 为0．5％ ，则分析结果的相对误差就会超过1％ ，就不能满足药典分析工作的要求!笔者 研 究表明；若sL=0．o5％ ，则在要求测试的相对误差为1％ 时，被测试样浓度上限可达I．8,Mas； 若SL=0．01％ ，则可满足浓度为2．3Abs左右的试样的分析要求(相对误差仍为1％)。
但国外 有些厂商对此很不负责任的乱宣传，如日本的岛津，它的2501PC 1。 自称是世界上最高级的uV — VISS，在样本上讲，分析测试的试样的浓度可达9Abs!笔者从理论上和实践上进行了认真的 研究 ]，发现250IPC样本j?_~lo3提供的sL为3×10‘6根据比耳定律和杂散光理论【I2]一Ll4]，笔 者计算的结果，在9Abs时，分析测试的绝对误差△A在3Abs以上!这种分析测试结果的可靠 性极差!毫无实用价值!所以，250IPC提供的所谓可测到9．~d3s是不实用的!是无意义的1 3 ． N ： uv—VISS的N，包括光N和电N；光N由光源的发光强度分布所产生，电N由放大器、 PNT、各类电源等所引起。N是uV—VISS的最重要的关键技术指标之一，它直接限制uV— VISS的检测下限。因此，必须重视对N的研究。
笔者 1 的研究表明：若要满足药典的要求(分析测试的相对误差为1％)，则在试样的吸光 度为0．05,~s时，仪器的N必须在0 0005Abs!而目前，日本和中国的许多uv—VISS的生产厂 家并未重视这个问题。许多厂商给不出仪器的N(如Shimadzu的240IIE、2501PC一等)，这就意 味着他们生产的UV—VISS的检测下限是未知的!有的厂商给出了仪器的N，但是太大，不能 满足药典的要求!笔者认为，只要认真研究N，真正认识了N的重要性，并在实践中重视降低 N，我国的uv—VISS就会上一个新的台阶!如我国的北京普析通用公司，由于重视了对N的 研究，他们的TU—I901 UV—VISS的N达到了0 0004Abs，与目前国际上最高级的uv—VISS之 一的美国P—E公司的Lambda9C 处在同一个数量级上( 毋的N为0．O002Abs)! 综上所述，UV一Ⅵss的设计者、制造者在生产仪器时，使用者在挑选仪器时，都必须特别 重视仪器的N这个非常重要的技术指标!

四．如何保证或提高Uv—VISS的PA： ·
1．设计者 ① 认真开展有关PA的基本理论研究；认真搞清△A、／xT和SL、N、SBW 等技术指标的关 系。 ② 认真开展影响PA的主要因素的研究；并用来指导生产。 ③ 认真开展PA测试方法的研究；力争科学、准确的测出PA。 ④ 认真与使用者沟通，不断了解用户对PA的要求。
2．生产者： ① 必须对元器件进行严格筛选(含光源、光栅等光学元件、PMT、电子元器件等)。 ② 必须有严格的生产工艺。 ③ 必须对仪器的性能指标进行全面测试(含比色皿配对、SL、N、SBW、PA等)。 ④ 必须对电子元器件作全面测试(含各类电源、放大器、光源等的电学指标)。 ⑤ 必须与用户保持联系，加强售后服务。
3．使用者： ① 认真了解仪器基本结构，力争把仪器用在最佳状态。 ． ② 认真按说明书的要求操作仪器，切不可违反说明书进行操作。 ③ 认真进行仪器的日常维护，保持室内清洁，注意控制室内温度和湿度。 ④ 认真作好试样的前处理，减少因试样的前处理而产生的比耳定律偏离。 ⑤ 认真总结使用仪器的经验。经常与生产厂保持联系。经常参加分析仪器行业的技术 交流会。

五．结束语：PA是UV—VISS最重要的关键技术指标之一；SL、N和SBW是影响PA的最主 要的因素。所以，重视uV—VISS的PA的研究，就应特别重视uv—VISS的SL、N和SBW 的研 究!只有设计者、生产者、使用者共同努力，才能保证或提高uv—VISS的PA!