紫外分光光度計常見故障及維修辦法
 

　　UV的原理
 

　　紫外-可見分光光度法是利用某些物質(zhì)的分子吸收200--800nm光譜區(qū)的輻射來進行分析測定的方法，這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價電子和分子軌道上的電子在電子能級間的躍遷。
 

　　1、分子吸收光譜的形成
 

　　電子由于受到光、熱、電等的激發(fā)從一個能級轉(zhuǎn)移到另外一個能級，稱為躍遷
 

　　2、為啥紫外光譜是帶狀的呢？
 

　　由分子內(nèi)部電子能級的躍遷而產(chǎn)生的光譜位于紫外-可見光區(qū)內(nèi)。由上圖可以看出在發(fā)生電子能級之間躍遷的同時，必然也要發(fā)生振動能級之間的躍遷，得到的是一系列的譜線，當發(fā)生電子能力和振動能級之間的月錢是，必然也要發(fā)生轉(zhuǎn)動能級之間的躍遷，這些譜線連在一起，呈現(xiàn)帶狀，成為帶狀光譜。
 

　　3、有機化合物的紫外-可見光譜
 

　　有機化合物的紫外-可見光譜決定于分子的結(jié)構(gòu)以及分子軌道上電子的性質(zhì)。有機化合物分子對紫外或可見光的特征吸收，可以用最大吸收處的波長，λmax表示，λmax取決于分子的激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能量差。從化學鍵的性質(zhì)來看，與紫外-可見光譜有關(guān)的電子主要有三種，即形成單鍵的σ電子，形成雙鍵或三鍵的π電子以及未參與成鍵的n電子(孤對電子)
 

　　電子躍遷類型：
 

　　σ→σ*躍遷(飽和有機化合物)：吸收能量較高，一般發(fā)生在真空紫外區(qū)。飽和烴中的C-C和C-H屬于這種躍遷類型。如乙烷λmax為135nm。(注：由于一般紫外可見分光光度計只能提供190～850nm范圍的單色光，因此無法檢測σ→σ*躍遷。利用這一點，飽和有機化合物可以作為實驗的良好溶劑，無紫外背景干擾。
 

　　π→π*躍遷(不飽和有機化合物)：有π電子的基團，如C=C，C≡C，C=O等，會發(fā)生π→π*躍遷，一般位于近紫外區(qū)，在200nm左右，εmax≥104L·mol-1·cm-1，為強吸收帶，有共軛雙鍵的化合物，隨著共軛體系的延長，π→π*躍遷的吸收帶將明顯向長波方向移動，吸收強度也隨之增強。
 

　　n→σ*躍遷：含有O、N、S等雜原子的基團，如-NH2、-OH-、-SH等可能產(chǎn)生n→σ*躍遷，在近紫外區(qū)，吸收弱，摩爾吸光系數(shù)較小。
 

　　K帶：共軛體系的π→π*躍遷又叫K帶，與共軛體系的數(shù)目、位置和取代基的類型有關(guān)。
 

　　B帶：芳香族化合物的π→π*躍遷而產(chǎn)生的精細結(jié)構(gòu)吸收帶叫做B帶。
 

　　E帶：E帶是苯環(huán)上三個雙鍵共軛體系中的π電子向π*反鍵軌道躍遷的結(jié)果，可分為E1和E2帶(K帶)。苯的B帶和E帶。
 

　　n→π*躍遷：含有雜原子的不飽和基團：如C=O，C=S，-N=N-等基團會發(fā)生n→π*。發(fā)生這種躍遷能量較小，吸收發(fā)生在近紫外或者可見光區(qū)。特點是強度弱，摩爾吸光系數(shù)小，產(chǎn)生的吸收帶也叫R帶。
 

　　以上各吸收帶相對的波長位置由大到小的次序為：R、B、K、E2、E1，但一般K和E帶常合并成一個吸收帶。
 

　　4、無機物中的電子躍遷
 

　　無機化合物的紫外可見吸收主要是由電荷轉(zhuǎn)移躍遷和配位場躍遷產(chǎn)生。
 

　　電荷轉(zhuǎn)移躍遷：無機絡(luò)合物中心離子和配體之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移：
 

　　上述公式中心離子(M)為電子受體，配體(L)為電子給體。不少過渡金屬離子和含有生色團的試劑反應生成的絡(luò)合物以及許多水合無機離子均可產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷。
 

　　電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜出現(xiàn)的波長位置，取決于電子給體和電子受體相應電子軌道的能量差。一般，中心離子的氧化能力越強，或配體的還原能力越強(相反，若中心離子的還原能力越強，或配體的氧化能力越強)，則發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷時所需能量越小，吸收光譜波長紅移。
 

　　配位場躍遷：元素周期表中第4和第5周期過渡元素分別含有3d和4d軌道，鑭系和錒系元素分別有4f和5f軌道。這些軌道能量通常是簡并(相等)的，但是在絡(luò)合物中，由于配體的影響分裂成了幾組能量不等的軌道。若軌道是未充滿的，當吸收光后，電子會發(fā)生躍遷，分別稱為d-d躍遷和f-f躍遷。
 

　　UV的結(jié)構(gòu)
 

　　UV常見問題
 

　　1、故障：氘燈不亮
 

　　原因一：氘燈壽命到期(此種原因幾率最高)。
 

　　檢查：燈絲電壓、陽極電壓均有，燈絲也可能未斷(可看到燈絲發(fā)紅)。
 

　　處置：更換氘燈。
 

　　原因二：氘燈起輝電路故障。
 

　　檢查：氘燈在起輝的過程中，一般是燈絲先要預熱數(shù)秒鐘，然后燈的陽極與陰極間才可起輝放電，如果燈在起輝的開始瞬間燈內(nèi)閃動一下或連續(xù)閃動，并且更換新的氘燈后依然如此，有可能是起輝電路有故障，燈電流調(diào)整用的大功率晶體管損壞的幾率最大。
 

　　處置：需要專業(yè)人士修理。
 

　　2、故障：鎢燈不亮
 

　　原因一：鎢燈燈絲燒斷(此種原因幾率最高)。
 

　　檢查：鎢燈兩端有工作電壓，但燈不亮；取下鎢燈用萬用表電阻檔檢測。
 

　　處置：更換新鎢燈。
 

　　原因二：沒有點燈電壓。
 

　　檢查：保險絲被熔斷。
 

　　處置：更換保險絲，(如更換后再次燒斷則要檢查供電電路)。
 

　　3、故障：吸光值結(jié)果出現(xiàn)負值(最常見)
 

　　原因：沒做空白記憶、樣品的吸光值小于空白參比液。
 

　　檢查：將參比液與樣品液調(diào)換位置便知。
 

　　處置：做空白記憶、調(diào)換參比液或用參比液配置樣品溶液。
 

　　4、故障：基線噪聲大
 

　　具體表示：樣品室內(nèi)無任何物品的情況下，全波長范圍內(nèi)基線噪聲大
 

　　原因：光源鏡位置不正確、石英窗表面被濺射上樣品。
 

　　檢查：觀察光源是否照射到入射狹縫的中央？石英窗上有無污染物？
 

　　處置：重新調(diào)整光源鏡的位置，用乙醇清洗石英窗。
 

　　5、故障：信號的分辨率不夠
 

　　具體表現(xiàn)是：本應疊加在某一大峰上的小峰無法觀察到；
 

　　原因：狹縫設(shè)置過窄而掃描速度過快，造成檢測器響應速度跟不上，從而失去應測到的信號；按常理，一定的狹縫寬度要對應一定范圍的掃描速度；或者狹縫設(shè)置得過寬，使儀器的分辨率下降，將小峰融合在大峰里了。
 

　　檢查：放慢掃描速度看一看或?qū)ⅹM縫設(shè)窄；
 

　　處置：將掃描速度、狹縫寬窄、時間常數(shù)三者擬合成一個*化的條件。
 

　　6、故障：紫外區(qū)的基線噪聲大
 

　　具體表現(xiàn)：樣品室內(nèi)無任何物品的情況下，僅僅是紫外區(qū)的基線噪聲大。
 

　　原因：氘燈老化、光學系統(tǒng)的反光鏡表面劣化、濾光片出現(xiàn)結(jié)晶物。
 

　　檢查：可見區(qū)的基線較為平坦，斷電后打開儀器的單色器及上蓋，肉眼可以觀察到光柵、反光鏡表面有一層白色霧狀物覆蓋在上面；如果光學系統(tǒng)正常，最大的可能是氘燈老化，可以通過能量檢查或更換新燈方法加以判斷。
 

　　處置：更換氘燈、用火棉膠粘取鏡面上的污物或用研磨膏研磨濾光片(注意：此種技巧需要有一定維修經(jīng)驗者來實施)；清洗比色皿，更換空白溶液。
 

　　7、故障：樣品出峰位置不對
 

　　原因：波長傳動機構(gòu)產(chǎn)生位移。
 

　　檢查：通過氘燈的656.1nm的特征譜線來判斷波長是否準確。
 

　　處置：對于高檔儀器而言處理手段相對簡單，使用儀器固有的自動校正功能即可；而對于相對簡單的儀器，這種調(diào)整則需要專業(yè)人員來進行了。
 

　　8、故障：樣品信號重現(xiàn)性不良
 

　　原因：排除儀器本身的原因外，最大的可能是樣品溶液不均勻所致；在簡易的單光束儀器中，樣品池架一般為推拉式的，有時重復推拉不在同一個位置上。
 

　　檢查：更換一種穩(wěn)定的試樣判定。
 

　　處置：采取正確的試樣配置手段；修理推拉式樣品架的定位碰珠。
 

　　9、故障：沒有任何檢測信號輸出
 

　　原因：沒有任何光束照射到樣品室內(nèi)。
 

　　檢查：將波長設(shè)定為530nm，狹縫盡量開到最寬檔位，在黑暗的環(huán)境下用一張白紙放在樣品室光窗出口處，觀察白紙上有無綠光斑影像。
 

　　處置：檢查光源鏡是否轉(zhuǎn)到位，雙光束儀器的切光電機是否轉(zhuǎn)動了(耳朵可以聽見電機轉(zhuǎn)動的聲音)。
 

　　10、故障：長時間段的負值或滿屏大噪聲
 

　　具體表現(xiàn)：做基線掃描或樣品掃描時，基線或信號有一個長時間段的負值或滿屏大噪聲
 

　　原因：濾光片飼服電機“失步”，造成檔位錯位，國產(chǎn)電機尤甚。
 

　　檢查：重新開機有可能回復，或打開單色器對照波長與濾光片的相對位置來檢查(注意：打開單色器時要保護檢測器不被強光刺激)。
 

　　處置：更換飼服電機。
 

　　11、故障：吸光值信號上下擺動
 

　　具體表現(xiàn)：當儀器波長固定在某個波長下時，吸光值信號上下擺動，特別是測量模式轉(zhuǎn)換為按鍵開關(guān)式的簡易儀器。
 

　　原因：開關(guān)觸點因長期氧化所致造成接觸不良。
 

　　檢查：用手加重力量按琴鍵時，吸光值隨之變化。
 

　　處置：用金屬活化劑清洗按鍵觸點即可。