一、光度噪聲對(duì)分析測(cè)試誤差的影響
在光度分析中, 特別在紫外可見分光光度計(jì)的分析中, 光度噪聲( Photomet ricNoise ) 是影響比耳定律偏離的最主要因素之一, 是主要分析誤差的來源。若已知光度噪聲為N, 則可根據(jù)A. J. Owen 提出的計(jì)算公式: 噪聲誤差(%) =N×100/ A, 計(jì)算出不同N 的情況下, 吸光度的相對(duì)誤差ΔA/ A (ΔA 為吸光度絕對(duì)誤差, A 為吸光度真值) 與A 的關(guān)系?；蚯蟪霾煌珹 的情況下, ΔA/ A與N 的關(guān)系。
例如, 若紫外可見分光光度計(jì)的噪聲N = 0. 002 A, 吸光度真值為0. 5 A。則ΔAN/ A = 0. 002×100/ 0. 5 = 0. 2/ 0. 5 = 0. 4 ( %)。即由噪聲引起的相對(duì)誤差ΔAN/ A 為0. 4%。
目前國(guó)內(nèi)外有些儀器制造者和使用者們, 不注重儀器的光度噪聲對(duì)分析測(cè)試結(jié)果的影響。有的廠商甚至在樣本上不給出光度噪聲這個(gè)重要指標(biāo)。有些廠商( 技術(shù)人員) 在測(cè)試光度噪聲時(shí), 只測(cè)15min 或30min , 這些都是不對(duì)的,是值得注意的重要問題。
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可見分光光度計(jì)光度噪聲" src="../../news/pics/20140227/201402271393483725296.jpg"/>
分析工作者在日常分析工作中, 如果自己測(cè)試了一組數(shù)據(jù), 只要根據(jù)儀器廠商給出的儀器光度噪聲( 應(yīng)以自檢為準(zhǔn)) ,從圖4-9 , 就能很快查出所測(cè)出的數(shù)據(jù)的可靠性。例如, 使用者所測(cè)出的數(shù)據(jù)為0. 6Ab s , 儀器噪聲為0. 005Abs , 那么, 根據(jù)儀器噪聲和圖4-9 , 很快查到
由于噪聲引起的0. 6Abs 的相對(duì)誤差為0. 8%。如果要求分析的相對(duì)誤差為1% (藥典規(guī)定許多藥用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)試時(shí), 要求相對(duì)誤差在1% 以內(nèi))、儀器的雜散光很小、操作者在樣品處理上又沒有問題, 那么就可堅(jiān)信自己的測(cè)試數(shù)據(jù)是可靠的。制造者和使用者在評(píng)價(jià)紫外可見分光光度計(jì)或使用者在挑選紫外可見分光光度計(jì)時(shí), 也可根據(jù)儀器的光度噪聲和圖4-9 , 很快挑選到自己所需要的儀器。例如, 儀器廠商給出的儀器光度噪聲為0. 04Abs , 使用者所測(cè)出的數(shù)據(jù)為0. 6Ab s , 而分析工作要求相對(duì)誤差為1% , 則可從圖4-9 查得該儀器肯定不能滿足自己的使用要求。因?yàn)楣舛仍肼暈?. 04Abs、使用者所測(cè)出的數(shù)據(jù)為0. 6Ab s 時(shí), 由光度噪聲引起的相對(duì)誤差為6%。又如, 儀器給出的光度噪聲為0. 005Abs , 分析工作的要求相對(duì)誤差為1% , 則可很快從圖4-9 查到該儀器只能滿足> 0. 5Abs 的試樣的測(cè)試要求。若試樣的吸光度< 0. 5Abs時(shí), 則測(cè)量誤差會(huì)超過1% ; 若試樣的吸光度小到0. 05Abs 時(shí), 則測(cè)量誤差會(huì)達(dá)到10%。
紫外可見分光光度計(jì)的光度噪聲是分析誤差的主要來源之一, 它主要影響或限制是被測(cè)試樣濃度的下限。目前, 國(guó)際上最高級(jí)的紫外可見分光光度計(jì)的光度噪聲為±0. 0002Abs ( 峰-峰值, 如美國(guó)Va rian 公司的Ca ry5 )。由圖4-9可知, 它的測(cè)量下限在0. 02Abs 時(shí), 測(cè)量誤差可達(dá)到1%。國(guó)外還有許多高檔
紫外可見分光光度計(jì)的光度噪聲都在±0. 0002Ab s ( 峰-峰值, 如美國(guó)P-E 公司的Lambda900 等)。這些光度噪聲很低的紫外可見分光光度計(jì), 在海洋生物學(xué)和生命科學(xué)的研究工作中, 或在分析小量樣品時(shí), 是非常有實(shí)用價(jià)值的。
目前國(guó)產(chǎn)的紫外可見分光光度計(jì), 光度噪聲都比較大。只有極少數(shù)儀器的光度噪聲很小, 如北京普析通用公司的TU-1901 , 其光度噪聲為±0. 0004Abs(峰-峰值) 。由圖4-9 可知, 噪聲限制的測(cè)量下限為0. 04Abs 時(shí), 由噪聲引起的測(cè)量誤差還可達(dá)到1%。所以, 我國(guó)的紫外可見分光光度計(jì)制造者們, 要下大工夫去努力降低儀器的光度噪聲。
目前, 國(guó)內(nèi)外的許多生產(chǎn)廠商, 不在樣本中給出儀器的光度噪聲, 這是不妥當(dāng)?shù)?。因?yàn)? 不給出儀器的光度噪聲, 使用者就無法判斷儀器在低濃度下是否適用, 其靈敏度、準(zhǔn)確度是否能達(dá)到使用要求, 很難判斷儀器的適用性和可靠性, 將給使用者帶來很大的麻煩。因此, 不管是低檔紫外可見分光光度計(jì),還是高檔紫外可見分光光度計(jì), 都應(yīng)向使用者提供光度噪聲這個(gè)極其重要的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。
紫外可見分光光度計(jì)的光度噪聲與掃描速度是有很大的關(guān)系的。一般來講, 掃描速度很快的紫外可見分光光度計(jì)的噪聲肯定是大的。反之, 如果一臺(tái)紫外可見分光光度計(jì)的噪聲很小, 那它的掃描速度是不會(huì)太快的。所以, 目前國(guó)際上許多高檔紫外可見分光光度計(jì)的制造商, 設(shè)計(jì)時(shí)都考慮到了掃描速度和光度噪聲之間的關(guān)系, 不會(huì)把掃描速度作得很快, 而把光度噪聲作得很大。反之, 他們也不會(huì)把光度噪聲作得很小, 而把掃描速度作得很慢。但目前, 國(guó)外的確有些制造商把他們的紫外可見分光光度計(jì)的掃描速度作得很快, 而忽視光度噪聲, 這是不對(duì)的。因?yàn)橐话銇碇v, 紫外可見分光光度計(jì)的掃描速度沒有光度噪聲重要。起碼掃描速度對(duì)分析測(cè)試誤差沒有影響。而噪聲則是主要分析誤差的來源之一。
二、光度噪聲的表示方法
光度噪聲是儀器的一種隨時(shí)間而變化、但又是隨機(jī)的輸出信號(hào)。它是紫外可見分光光度計(jì)分析誤差的主要來源之一, 它直接影響儀器的信噪比和檢出限。目前國(guó)際上對(duì)光度噪聲的表示方法有兩種: 一是用吸光度( Abs ) 表示;二是用透射比( %T ) 表示。日本和我國(guó)的紫外可見分光光度計(jì)生產(chǎn)廠商用透射比( %T ) 表示的較多, 歐美等國(guó)的紫外可見分光光度計(jì)生產(chǎn)廠商用吸光度( Abs) 表示的較多, 應(yīng)該說二者都可以。但用吸光度( Abs ) 表示更好。因?yàn)? 廣大使用者在使用紫外可見分光光度計(jì)的時(shí)候, 基本上都是用吸光度, 而不是用透射比。如果儀器的光度噪聲用透射比(% T ) 表示, 則在計(jì)算誤差時(shí), 還要把透射比換算成吸光度, 會(huì)給使用者帶來不必要的麻煩。
三、光度噪聲的測(cè)試方法
紫外可見分光光度計(jì)光度噪聲的測(cè)試, 目前國(guó)際接軌的測(cè)試方法是: 儀器冷態(tài)開機(jī), 預(yù)熱0. 5h 后, 試樣和參比比色皿均為空氣、設(shè)置吸光度為0Abs、光譜帶寬為2nm、波長(zhǎng)為500nm。將儀器從長(zhǎng)波到短波, 進(jìn)行時(shí)間掃描1h。在1h 內(nèi), 任取10min 的測(cè)試數(shù)據(jù), 在多個(gè)10min 的測(cè)試數(shù)據(jù)中, 以那個(gè)10min 內(nèi)最大的峰-峰值, 作為500nm 處的噪聲。
