光度计是一种用于测量光强度或物质对特定波长光吸收程度的仪器,广泛应用于化学、生物、环境、食品及材料科学等领域。作为实验室常见的分析设备,它通过量化光与物质的相互作用,为浓度测定、反应动力学研究和质量控制提供可靠数据支持。
主要用途
光度计最常见的应用是基于朗伯-比尔定律进行定量分析。例如,在水质检测中,可用于测定水中硝酸盐、磷酸盐、重金属离子等污染物的浓度;在生物化学实验中,常用于测定蛋白质(如Bradford法)、核酸(260 nm吸光度)或酶活性;在食品工业中,用于检测色素含量、糖度或添加剂残留;在制药领域,则用于原料药纯度检查和溶出度测试。此外,部分光度计还可用于浊度、透光率或色度的测量,满足多样化检测需求。
根据波长范围不同,光度计可分为可见光光度计(约400–700 nm)、紫外-可见光光度计(约190–1100 nm)等类型,用户可根据被测物质的吸收特性选择合适仪器。
工作原理
光度计的基本工作原理是:光源发出的光经单色器(如光栅或滤光片)分离出特定波长的单色光,该光束穿过装有样品的比色皿,部分光被样品吸收,剩余光到达光电检测器(如光电二极管或光电倍增管),转换为电信号并由处理器计算出吸光度(A)或透光率(T)。
吸光度与溶液中吸光物质的浓度(c)和光程长度(l)成正比,即A=ε·c·l(ε为摩尔吸光系数)。通过测定已知浓度标准溶液的吸光度绘制标准曲线,即可推算未知样品的浓度。现代光度计通常配备数字显示屏、数据存储及接口功能,支持自动波长扫描、多点校准和结果输出。
使用注意事项
为确保测量结果准确可靠,使用光度计时需注意以下几点:
1.比色皿清洁与匹配:使用前后应彻底清洗比色皿,避免残留物干扰;同一组测量应使用同一对(或同一支)比色皿,减少因玻璃材质或厚度差异引入的误差。
2.空白校正:每次更换波长或试剂体系后,必须用空白溶液(如纯溶剂或缓冲液)进行调零,以消除背景吸收影响。
3.样品浓度适宜:吸光度读数宜控制在0.1–1.0范围内,过高会导致非线性偏差,过低则信噪比差。必要时对样品进行稀释。
4.避免气泡与杂质:加样时防止产生气泡,溶液应澄清无悬浮颗粒,否则会散射光线,造成读数偏高。
5.仪器预热与环境:开机后应预热15–30分钟,使光源和电路稳定;避免在强光直射、高温或高湿环境中使用。
6.定期校准与维护:按使用频率定期进行波长准确度和吸光度重复性校验;清洁光学部件时应使用专用镜头纸,切勿用手触摸透镜或光栅。
总之,光度计虽结构相对简单,却是科研与质检中的基础工具。正确操作与规范维护,不仅能提升数据准确性,也有助于延长仪器使用寿命,为各类分析任务提供坚实保障。