宋鈺興

大同市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心 山西大同 037006

分光光度計(jì)是現(xiàn)代分子生物實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器，可以將成分復(fù)雜的光分解為光譜線。分光光度計(jì)主要用于核酸，蛋白定量以及細(xì)菌生長(zhǎng)濃度的定量分析。分光光度計(jì)是一種精密度較高的儀器，任何一個(gè)零部件存在問(wèn)題，都有可能影響分光光度計(jì)的正常使用。針對(duì)分光光度計(jì)出現(xiàn)的故障，及時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷，找出故障發(fā)生的原因，并制定有針對(duì)性的處理措施，是保障分光光度計(jì)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。以下本文將對(duì)分光度計(jì)的組成，常見(jiàn)故障的快速判斷進(jìn)行具體分析[1]。

1 分光光度計(jì)組成

分光光度計(jì)主要由以下幾部分組成，即：①光源。光源的種類(lèi)不同，其發(fā)射光譜也不同，也可以說(shuō)，光源的發(fā)射光譜是其所特有的。例如，鎢燈可以發(fā)出波長(zhǎng)在380～780nm范圍之內(nèi)的光譜，且經(jīng)三棱鏡折射后，可以得到常見(jiàn)顏色組成的連續(xù)色譜，這個(gè)色譜可作為可見(jiàn)光分光光度計(jì)的光源；氫燈可以發(fā)出波長(zhǎng)在185～400nm范圍之內(nèi)的光譜，紫外線光度計(jì)通常是使用氫燈作為光源。②單色器。單色器的主要作用是將光源發(fā)出的光分成所需單色光，因此也被稱(chēng)為分光器。單色器主要由色散元件、準(zhǔn)直鏡、入射狹縫、出射狹縫以及物鏡等部分構(gòu)成。色散元件的作用是將復(fù)合光分解為單色光；準(zhǔn)直鏡的作用是將入射光束轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄馐?；入射狹縫的作用是減少雜散光的進(jìn)入；物鏡的作用是使平行光聚焦于出口狹縫，出射狹縫的作用是限制通帶寬度。③樣品室。樣品室的作用是放置移動(dòng)樣品。④檢測(cè)器。檢測(cè)器的作用是對(duì)色譜柱流出的組分及其量的變化進(jìn)行檢測(cè)，主要包括微分、積分兩種類(lèi)型。⑤信號(hào)處理器與顯示存儲(chǔ)系統(tǒng)。分光光度計(jì)的信號(hào)處理器通常為專(zhuān)門(mén)的微處理器，作用為優(yōu)化數(shù)字信號(hào)處理的過(guò)程。顯示存儲(chǔ)系統(tǒng)可以直觀顯示實(shí)驗(yàn)所得，且可無(wú)限期地存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)。

2 分光光度計(jì)日常使用中的故障與排除方法

分光光度計(jì)日常使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障問(wèn)題，影響儀器的正常運(yùn)行?，F(xiàn)對(duì)常見(jiàn)的故障問(wèn)題及其排除方法總結(jié)如下：

（1）開(kāi)機(jī)后，不能自檢，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。應(yīng)檢查電源開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲、儀器主機(jī)與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間的連接等是否正常。

（2）自檢中的故障。一是出現(xiàn)錯(cuò)誤信息或某項(xiàng)不通過(guò)。應(yīng)檢查儀器主機(jī)與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間的連接等是否正常；可重新安裝軟件或重啟儀器后再自檢。二是“鎢燈能量低”。可重新安裝軟件或重啟儀器后再自檢；將光源室蓋打開(kāi)，如果發(fā)現(xiàn)鎢燈不亮，便要關(guān)機(jī)，并更換新鎢燈；檢查光度室是否存在擋光物。三是“氘燈能量低”?？芍匦掳惭b軟件或重啟儀器后再自檢；將光源室蓋打開(kāi)，如果發(fā)現(xiàn)氘燈不亮，便要關(guān)機(jī)，并更換新氘燈；檢查光度室是否存在擋光物；觀察氘燈保險(xiǎn)絲是否氧化、燒斷或松動(dòng)，若有，便更換新保險(xiǎn)絲。

（3）波長(zhǎng)不準(zhǔn)，有平移。重啟儀器后再自檢；檢查電源電壓是否正常；檢查儀器主機(jī)與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間的連接等是否正常；如果排除上述故障還是不行，則要將光度計(jì)打開(kāi)，用蘸著鐘表油的小毛刷對(duì)絲桿進(jìn)行刷洗。

（4）儀器噪聲非常大。檢查220V電源電壓是否正常；檢查鎢燈、氘燈的發(fā)光點(diǎn)是否顏色變黑，鎢燈、氘燈的使用壽命是否到期或電源電壓是否正常；檢查電路板有無(wú)虛焊問(wèn)題；檢查儀器周?chē)欠翊嬖趶?qiáng)電磁場(chǎng)干擾現(xiàn)象、比色皿是否存在污染物、樣品是否渾濁。

（5）光度不準(zhǔn)。檢查稱(chēng)樣是否準(zhǔn)確、樣品及操作是否正確；檢查波長(zhǎng)是否正確；檢查比色皿是否存在污染物；進(jìn)行暗電流校正；檢查保險(xiǎn)絲是否存在氧化、接觸不良或者是松動(dòng)等故障；檢查雜散光、噪聲是否過(guò)大；檢查基線平直度；檢查光譜帶寬。

（6）基線平直度指標(biāo)超差。可重新安裝軟件；檢查光源是否存在異?，F(xiàn)象，如燈腳接觸不良、燈泡發(fā)黑、光伏電源不穩(wěn)定等；檢查波長(zhǎng)是否不準(zhǔn)，如發(fā)生平移；進(jìn)行暗電流校正；檢查條件是否選擇正確。

（7）測(cè)量過(guò)程中吸光度值非常大。可重新安裝軟件；重啟儀器后再自檢；檢查電源電壓是否過(guò)低、樣品是否太濃、光源是否點(diǎn)亮；檢查光度室是否存在擋光物。

（8）透過(guò)率或吸光度的重復(fù)性相對(duì)較差。檢查樣品溶液的均勻度、樣品是否過(guò)稀；檢查樣品有無(wú)光解，更換穩(wěn)定的試樣進(jìn)行檢測(cè)；檢查光譜帶寬是否過(guò)??；檢查比色皿是否存在污染物；檢查儀器周?chē)欠翊嬖趶?qiáng)電磁場(chǎng)干擾現(xiàn)象。

（9）紫外區(qū)（波長(zhǎng)范圍為190～339nm）穩(wěn)定性差?？赡苁遣ㄩL(zhǎng)出現(xiàn)錯(cuò)誤所致，對(duì)此，可分別做一次波長(zhǎng)校正、暗電流校正，自檢的時(shí)候，必須蓋好樣品室蓋，不可在樣品室中放東西，將四聯(lián)架停到一個(gè)固定檔位上；可能是因?yàn)轭A(yù)熱時(shí)間不足所致，可延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間；對(duì)燈的使用時(shí)間進(jìn)行檢查，如果已經(jīng)達(dá)到或接近使用壽命2000h，便要更換新氘燈；檢查200nm、220nm下的穩(wěn)定性，如果220nm波長(zhǎng)下穩(wěn)定性好、200nm波長(zhǎng)下穩(wěn)定性差，則為光路、能量問(wèn)題，可調(diào)整光斑；檢查220nm、250nm下的穩(wěn)定性，如果250nm波長(zhǎng)下穩(wěn)定性好、220nm波長(zhǎng)下穩(wěn)定性差，則為包裝上的氣味在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中進(jìn)入儀器內(nèi)部所致，可將光度計(jì)停放一段時(shí)間；檢查250nm、可見(jiàn)區(qū)任意波長(zhǎng)下的穩(wěn)定性，如果可見(jiàn)區(qū)任意波長(zhǎng)下的穩(wěn)定性好、250nm波長(zhǎng)下穩(wěn)定性差，則為氘燈電源或者是氘燈問(wèn)題所致，應(yīng)當(dāng)送修或者是更新新氘燈。

（10）可見(jiàn)區(qū)（波長(zhǎng)范圍為340～1100nm）穩(wěn)定性差?？赡苁遣ㄩL(zhǎng)出現(xiàn)錯(cuò)誤所致；可能是因?yàn)轭A(yù)熱時(shí)間不足所致，可延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間；對(duì)鎢燈的使用時(shí)間進(jìn)行檢查，如果已經(jīng)達(dá)到或接近使用壽命2000h，便要更換新鎢燈；檢查500nm、1000nm下的穩(wěn)定性，如果500nm波長(zhǎng)下穩(wěn)定性好、1000nm波長(zhǎng)下穩(wěn)定性差，則為光路、能量問(wèn)題，可調(diào)整光斑；如果可見(jiàn)區(qū)、紫外區(qū)穩(wěn)定性均比較差，則為供應(yīng)電源、放大板的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)送修[3]。

（11）自檢未通過(guò)。分光光度計(jì)的自檢，包括開(kāi)啟主機(jī)時(shí)的功能檢查以及系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中的波長(zhǎng)校正功能。自檢的內(nèi)容包括鎢燈或氘燈開(kāi)關(guān)、切換定位、濾色片定位、暗電流大小以及光電池能量等。每一步檢查如果沒(méi)有通過(guò)，便會(huì)打錯(cuò)號(hào)，同時(shí)發(fā)出蜂鳴警示信號(hào)。在出現(xiàn)這樣的情況時(shí)，僅需對(duì)相應(yīng)功能涉及到的器件進(jìn)行檢查。如果分光光度計(jì)發(fā)生大幅度跳動(dòng)的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時(shí)送修。分光光度計(jì)的很多問(wèn)題是因?yàn)榘徇\(yùn)、操作不當(dāng)所導(dǎo)致的，這種問(wèn)題可通過(guò)波長(zhǎng)校正得到有效處理。但如果波長(zhǎng)不正確，則其會(huì)引起穩(wěn)定性差、掃描的峰值錯(cuò)誤、測(cè)出的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等問(wèn)題，因此若是出現(xiàn)上述問(wèn)題，應(yīng)先自檢波長(zhǎng)。

自檢未通過(guò)可分為以下幾種情況：一是濾色片未通過(guò)。不能正常定位、電機(jī)不轉(zhuǎn)；二是切換未通過(guò)。微動(dòng)開(kāi)關(guān)線路接觸不良、微動(dòng)開(kāi)關(guān)壞，電機(jī)不轉(zhuǎn)；三是光電池未通過(guò)。濾色片位置錯(cuò)、短路、放大板到微機(jī)板的信號(hào)線接觸不良；四是暗電流未通過(guò)。放大板問(wèn)題、暗電流過(guò)小或者過(guò)大；五是波長(zhǎng)校正出錯(cuò)。樣品室四孔架未在檔位而遮光、光學(xué)元件發(fā)霉使得其能量較低、波長(zhǎng)電機(jī)先反轉(zhuǎn)后正轉(zhuǎn)、氘燈不亮、自檢時(shí)波長(zhǎng)出錯(cuò)、濾色片電機(jī)失靈。

（12）樣品檢測(cè)穩(wěn)定性差。檢查分光光度計(jì)是否正常自檢；檢查樣品是否存在顯著的揮發(fā)性，若為強(qiáng)揮發(fā)性氣體，則要把樣品池敞開(kāi)，等到干擾氣體完全散去，方可進(jìn)行檢測(cè)；在當(dāng)前狀態(tài)下，將比色皿取出，使得樣品池為空狀態(tài)，再按下ZERO，吸光度0.000Abs，檢查是否跳動(dòng)，跳動(dòng)范圍在±0.002范圍內(nèi)，則為正常，若是跳動(dòng)超出這一范圍，則檢查外部電源是否為穩(wěn)壓電源，然后關(guān)閉儀器電源重新自檢，確認(rèn)自檢正常；檢查是否正確使用空白溶液校零。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，空白溶液用來(lái)進(jìn)行校零的情況下，其吸光度應(yīng)≤0.4Abs。

（13）樣品吸光度不準(zhǔn)確。對(duì)比色皿配對(duì)性進(jìn)行檢查；系統(tǒng)應(yīng)用中進(jìn)行“暗電流校正”，再重新校正空白溶液，然后進(jìn)行測(cè)量。

3 分光光度計(jì)常見(jiàn)故障的快速判斷與分析

3.1 光譜帶寬變差

光譜帶寬變差是分光光度計(jì)的常見(jiàn)故障問(wèn)題之一。針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行判斷的時(shí)候，可從以下幾個(gè)方面入手：①檢查設(shè)置的狹縫寬度是否過(guò)寬。目前，大多數(shù)分光光度計(jì)的狹縫寬度是可調(diào)節(jié)的，如果狹縫寬度過(guò)寬，則會(huì)導(dǎo)致光譜帶寬變差；②如果狹縫寬度合適，便檢查光源亮度、光源有無(wú)閃爍，以便于確定電源電壓是否正常；③如果電源正常，可將主機(jī)拆開(kāi)，檢查光學(xué)系統(tǒng)是否失調(diào)，如光電接收器發(fā)生移位、反射鏡松動(dòng)或者是移位、光源位置變化、由于積塵等因素導(dǎo)致反射鏡面的反射率下降等；④排查是否存在光電管性能不佳、檢測(cè)器靈敏度降低、放大電路噪比下降等問(wèn)題。

3.2 透射比重復(fù)性與準(zhǔn)確度下降

分光光度計(jì)的測(cè)光特性惡化，通常體現(xiàn)在透射比重復(fù)性、準(zhǔn)確度下降方面，大多數(shù)情況下是因?yàn)殡娮酉到y(tǒng)的穩(wěn)定性下降。①光源供電電源存在問(wèn)題，導(dǎo)致光源發(fā)光特性發(fā)生改變，對(duì)電源燈的電壓、光源燈的亮度進(jìn)行觀察，便可以發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題；②信噪比下降、放大器工作點(diǎn)漂移等，也會(huì)使透射比重復(fù)性、準(zhǔn)確度下降；③光電檢測(cè)器部分工作電壓波動(dòng)，使得光強(qiáng)度相同的情況下產(chǎn)生的電信號(hào)出現(xiàn)改變，可通過(guò)對(duì)光電檢測(cè)器部分電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)來(lái)判別這一問(wèn)題。分光光度計(jì)使用過(guò)程中，如果掃描速度、響應(yīng)速度、狹縫寬度等工作參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或者是不嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)上的規(guī)程進(jìn)行操作、比色皿槽的安放位置與角度不當(dāng)或者是定位不準(zhǔn)等，均可能使得透射比測(cè)定出現(xiàn)錯(cuò)誤。

3.3 波長(zhǎng)重復(fù)性與準(zhǔn)確度下降

針對(duì)波長(zhǎng)重復(fù)性與準(zhǔn)確度下降的問(wèn)題，可從以下幾個(gè)方面入手：①檢查工作環(huán)境溫度是否出現(xiàn)明顯變化，溫度因素對(duì)棱鏡式分光光度計(jì)產(chǎn)生的影響尤為明顯；②如果溫度無(wú)明顯變化，可在比色皿位置放置白卡紙，檢查白卡紙上波長(zhǎng)580nm的位置是否是黃色光斑；③將分光光度計(jì)拆開(kāi)，檢查光路中的光柵、棱鏡等色散元件是否發(fā)生移位，在調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的時(shí)候檢查光柵臺(tái)或棱鏡臺(tái)轉(zhuǎn)軸配合是否存在阻滯或者是發(fā)生松動(dòng)、正弦機(jī)構(gòu)或波長(zhǎng)凸輪有無(wú)出現(xiàn)明顯磨損、反射鏡面反射率是否因?yàn)榉e塵而下降等[3]。

3.4 透射比無(wú)法調(diào)100%

透射比無(wú)法調(diào)100%，主要是因?yàn)楣庠戳炼炔蛔?，使得光能量?qiáng)度不足。而光源亮度不足，可能是光源燈老化、光源供電電壓等因素所致，還可通過(guò)檢查燈玻璃上是否存在由于燈絲蒸發(fā)而引起的黑斑以及檢測(cè)光源燈亮度、供電電壓是否正常進(jìn)行判斷。一些分光光度計(jì)為確保光譜純度，而將一組濾光片設(shè)置在透光狹縫、光路的光源燈之前，以便于將部分光譜在早期濾除，然后經(jīng)過(guò)單色器產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光譜。但這樣的情況下，如果濾光片錯(cuò)位、移位，則可能使得某段波長(zhǎng)下透射比無(wú)法調(diào)100%。光電倍增管、光電管、光電池嚴(yán)重老化，也可能導(dǎo)致透射比無(wú)法調(diào)100%，可通過(guò)檢查光電管的光窗周?chē)欠褡兩M(jìn)行判斷。

3.5 基線彎曲

如果分光光度計(jì)100%彎曲，則應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行判斷：①檢查光源部分是否傾斜、松動(dòng)或者是移位，若有則要換用新部件或進(jìn)行調(diào)整；②如果光源部分正常，則在入射狹縫前用白卡紙檢查光斑情況，如果存在切割、偏位、散焦、不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題，則要對(duì)聚光系統(tǒng)中反射鏡的位置進(jìn)行檢查；③如果存在光束偏位、亮度不均勻、不重疊等現(xiàn)象，應(yīng)檢查色散元件、反射鏡有無(wú)松動(dòng)、移位等情況，并給予糾正。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，分光光度計(jì)是一種精密度較高的儀器，日常使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，且使用一段時(shí)間之后也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的故障問(wèn)題。故障問(wèn)題一旦出現(xiàn)，便要及時(shí)判斷故障發(fā)生的原因，并采取有針對(duì)性的措施予以處理，以避免造成嚴(yán)重的后果，減少損失。