紫外可見分光光度計在科研、制藥、化工、環境監測等眾多領域都發揮著重要作用。了解其儀器構造，掌握正確的操作要點，對于獲得準確可靠的分析結果至關重要。接下來，我們詳細探討紫外可見分光光度計的內部構造以及操作過程中的關鍵注意事項。
光源系統
紫外光區光源：氫燈和氘燈是常用的紫外光區光源。氫燈通過氫氣放電產生紫外光，其光譜范圍較寬，但發光強度相對較弱。氘燈則是在氫燈的基礎上進行改進，內部充有氘氣，發光強度比氫燈高，穩定性也更好，因此在現代紫外可見分光光度計中應用更為廣泛。例如，在對一些對紫外光吸收較弱的物質進行分析時，氘燈的高發光強度能夠提高檢測的靈敏度。
可見光區光源：鎢燈和鹵鎢燈用于產生可見光。鎢燈是最常見的可見光光源，其發光原理是通過電流加熱鎢絲使其發光。鹵鎢燈則在鎢燈的基礎上，在燈泡內充入少量的鹵族元素（如碘、溴等），通過鹵鎢循環反應，有效地減少了鎢絲的蒸發，延長了燈泡的使用壽命，同時提高了發光效率和穩定性。在實際應用中，如進行一些顏色分析實驗時，鹵鎢燈穩定的發光特性能夠保證測量結果的準確性。
單色器系統
棱鏡單色器：棱鏡利用光的折射原理來實現分光。當復合光進入棱鏡時，由于不同波長的光在棱鏡中的折射率不同，它們在棱鏡內的傳播路徑會發生不同程度的偏折，從而在出射端將不同波長的光分開。例如，對于一塊玻璃棱鏡，藍光的折射率比紅光高，所以藍光在棱鏡中的偏折程度更大，通過合理設計棱鏡的形狀和角度，可以將不同波長的光按順序排列輸出。棱鏡單色器的優點是結構簡單，成本較低，但它的色散是非線性的，對不同波長的光分辨率不一致，在一些對波長精度要求較高的應用中存在一定局限性。
光柵單色器：光柵是基于光的衍射原理工作的。光柵表面刻有大量等間距的平行刻線，當復合光照射到光柵上時，會發生衍射現象，不同波長的光在不同的衍射角度上形成干涉條紋，通過選擇合適的出射狹縫位置，可以獲得所需波長的單色光。光柵單色器具有色散線性好、分辨率高的優點，能夠更精確地分離出不同波長的光，適用于對波長精度和分辨率要求較高的分析工作，如光譜研究、痕量分析等領域。
樣品池組件
玻璃樣品池：在可見光區測量時，玻璃樣品池是常用的選擇。玻璃對可見光的透過率較高，且價格相對較低，化學穩定性較好，能夠滿足大多數可見光區分析實驗的需求。例如，在對一些有色溶液進行濃度測量時，玻璃樣品池能夠很好地保證光的透過和樣品的穩定性。但需要注意的是，普通玻璃會吸收紫外光，因此不能用于紫外光區的測量。
石英樣品池：由于石英材料對紫外光和可見光都具有良好的透過性，且在紫外光區幾乎沒有吸收，所以在紫外光區測量時必須使用石英樣品池。石英樣品池的制作工藝要求較高，成本也相對較高，但它對于準確測量物質在紫外光區的吸收特性起著關鍵作用。例如，在對核酸、蛋白質等生物分子進行紫外吸收光譜分析時，石英樣品池是的。
檢測器系統
光電管：光電管是一種基于光電效應的光電器件。當光照射到光電管的陰極表面時，陰極會發射電子，這些電子在電場的作用下向陽極運動，形成光電流。光電流的大小與入射光的強度成正比。光電管結構簡單，成本較低，但靈敏度相對較低，適用于一些對檢測靈敏度要求不高的場合。
光電倍增管：光電倍增管在光電管的基礎上增加了多個倍增極。當光照射到陰極產生光電子后，這些光電子在電場的加速下撞擊第一個倍增極，每個光電子可以從倍增極上打出多個二次電子，這些二次電子又繼續撞擊下一個倍增極，如此逐級倍增，最終在陽極上產生一個放大了很多倍的光電流。光電倍增管具有高的靈敏度，能夠檢測到非常微弱的光信號，廣泛應用于對檢測靈敏度要求較高的紫外可見分光光度計中，如在痕量物質分析、弱吸收樣品測量等方面發揮著重要作用。
光二極管陣列檢測器：光二極管陣列檢測器由多個光二極管組成陣列。它可以同時檢測多個波長的光信號，大大提高了測量效率。在測量過程中，光經過樣品后直接照射到光二極管陣列上，每個光二極管對應一個特定的波長范圍，通過對各個光二極管輸出信號的采集和處理，能夠快速獲得樣品在整個測量波長范圍內的吸收光譜。這種檢測器常用于需要快速獲取全光譜信息的分析工作，如在化學反應動力學研究中，可以實時監測反應過程中光譜的變化。
信號處理與顯示系統
放大器：由于檢測器輸出的電信號通常比較微弱，需要經過放大器進行放大處理，以便后續的分析和處理。放大器能夠將微弱的電信號增強到合適的幅度，同時盡量減少信號的噪聲和失真，保證信號的準確性和穩定性。
模數轉換器（ADC）：放大器輸出的模擬信號需要轉換為數字信號，才能被計算機等數字設備進行處理和存儲。模數轉換器的作用就是將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號，其轉換精度和速度會影響到數據采集的準確性和效率。
計算機控制系統：現代紫外可見分光光度計通常配備計算機控制系統，它負責對整個儀器的運行進行控制和管理。操作人員可以通過計算機軟件設置測量參數（如波長范圍、掃描速度、積分時間等），啟動和停止測量過程，實時采集和處理檢測器輸出的數據，并將測量結果以直觀的圖表（如吸收光譜圖）或數字形式顯示出來。計算機控制系統還具備數據存儲、分析、打印等功能，方便用戶對測量數據進行進一步的處理和保存。
儀器預熱：在使用紫外可見分光光度計之前，必須對儀器進行預熱。不同類型的光源預熱時間要求不同，一般氫燈或氘燈需要預熱 20 - 30 分鐘，鎢燈或鹵鎢燈預熱 5 - 10 分鐘。預熱的目的是讓光源達到穩定的發光狀態，避免因光源發光不穩定而影響測量結果的準確性。例如，如果在氘燈未充分預熱的情況下進行測量，可能會導致測量的吸光度值出現波動，無法得到準確的結果。
樣品準備
溶液配制：準確配制樣品溶液是保證測量準確性的關鍵步驟之一。在配制溶液時，要使用合適的溶劑，確保樣品能夠全溶解，并且溶液中不存在渾濁、沉淀等雜質。例如，在測量某種有機化合物的濃度時，應選擇對該化合物溶解性好且在測量波長范圍內無吸收的溶劑。同時，要嚴格按照標準操作規程進行溶液的配制，使用精度合適的天平、移液管等儀器，保證溶液濃度的準確性。
樣品池清洗：在使用樣品池之前，必須對其進行清洗。先用蒸餾水沖洗樣品池，去除表面的灰塵和雜質，然后用待測溶液潤洗 2 - 3 次，以確保樣品池內溶液的濃度與待測溶液一致。清洗后的樣品池要擦干外壁，避免殘留的水滴影響光的透過和測量結果。如果樣品池清洗不全，殘留的雜質可能會對測量結果產生干擾，導致測量誤差增大。
波長校準：定期對儀器的波長進行校準是保證測量準確性的重要措施。可以使用標準物質（如鐠釹濾光片、汞燈等）來校準波長。將標準物質放入樣品池中，按照儀器操作規程進行波長掃描，測量標準物質在特定波長處的吸收峰或發射峰位置，并與標準值進行比較。如果測量值與標準值存在偏差，需要根據儀器說明書進行波長校準操作，調整儀器的波長精度。例如，對于一臺波長精度要求為 ±0.5nm 的紫外可見分光光度計，如果在校準過程中發現某一特征波長的測量值與標準值相差超過 0.5nm，就需要及時進行校準，以確保后續測量結果的準確性。
基線校正：在測量樣品之前，需要進行基線校正。基線校正的目的是消除儀器本身的噪聲、樣品池和溶劑對光的吸收和散射等因素對測量結果的影響。具體操作是將裝有空白溶劑（即與配制樣品溶液相同的溶劑）的樣品池放入樣品池中，按照測量樣品的相同條件進行波長掃描，儀器會自動記錄下基線信號。在后續測量樣品時，儀器會自動扣除基線信號，得到樣品真實的吸收光譜。如果不進行基線校正，測量得到的吸收光譜可能會包含儀器和溶劑等因素的干擾，導致對樣品吸收特性的誤判。
測量過程
樣品測量：將準備好的樣品溶液小心地倒入樣品池中，注意不要產生氣泡，以免影響光的透過。將樣品池放入儀器的樣品池中，按照設定的測量參數（如波長范圍、掃描速度等）進行測量。在測量過程中，要保持儀器周圍環境的穩定，避免震動、強光照射等干擾因素。例如，在進行高精度的痕量分析時，環境的微小震動都可能導致測量結果出現偏差。
數據記錄與處理：測量完成后，及時記錄測量數據，并根據需要對數據進行處理。現代儀器的計算機控制系統通常具備多種數據處理功能，如平滑曲線、扣除背景、計算吸光度與濃度的關系等。在處理數據時，要根據實驗目的和要求選擇合適的處理方法，確保數據的準確性和可靠性。例如，在進行定量分析時，要根據比爾 - 朗伯定律，通過測量得到的吸光度值計算樣品的濃度，并對計算結果進行合理的誤差分析。
儀器維護
清潔保養：定期對儀器進行清潔保養，保持儀器表面的清潔，避免灰塵、污垢等進入儀器內部。使用干凈的軟布擦拭儀器外殼、樣品池架等部位。對于樣品池，使用后要及時清洗干凈，并晾干保存。同時，要定期檢查儀器的光學部件，如光源、單色器、檢測器等，確保其表面無灰塵和污染物，如有必要，可以使用專用的光學清潔劑進行清潔。
定期校準：除了波長校準外，還需要定期對儀器的其他性能指標進行校準，如吸光度準確性、雜散光等。校準的頻率可以根據儀器的使用頻率和精度要求來確定，一般建議每半年或一年進行一次全面
