一、引言

紫外分光光度计（UV-Vis Spectrophotometer）是现代分析化学中必不可少的光学仪器，被广泛应用于制药、环境监测、生物化学、食品分析等诸多领域。其基本原理是测定物质对特定波长光的吸收程度，从而进行定量或定性分析。

在仪器的构造中，光源无疑是其核心组件之一。紫外部分常用氘灯，可见部分常用钨灯。随着仪器长时间运行，光源不可避免地发生老化。光源老化并非一夜之间突然故障，而是一个逐渐衰减的过程，常常悄无声息地影响测量结果的准确性与稳定性。了解光源老化的本质、识别其带来的问题，并采取有效措施，是确保仪器性能的关键。

二、光源的类型及工作机理简述

1. 氘灯（Deuterium Lamp）
   用于190–400 nm 紫外波段，通过电极间放电激发氘气产生连续光谱，适合检测蛋白、核酸、药物等紫外吸收物质。

2. 钨灯（Tungsten Lamp）
   用于400–800 nm 可见光区域，其原理是钨丝加热发光，发出的光较稳定，适用于色素、食品添加剂等成分的测定。

三、光源老化的本质与机制

光源老化主要是由热效应、放电反应、材料退化等多种物理化学因素共同作用的结果：

• 钨丝蒸发与玻璃变色：钨灯在高温下运行时，钨丝会缓慢蒸发并沉积在玻璃壁上，使光输出变弱。

• 电极腐蚀与氘气浓度变化：氘灯在使用过程中，电极磨损、电弧不稳定和气体杂质积累都会降低发光效率。

• 玻壳透光率降低：紫外辐射会使灯泡玻璃微观结构改变，降低光透过率。

• 灯丝位置偏移或变形：老化后灯丝可能因热胀冷缩而偏离光路中心，造成输出光束方向变化。

四、光源老化的主要表现

1. 输出光强减弱
   灯的发光强度逐步降低，表现为信号整体变弱，导致样品测量吸光度偏低。

2. 基线噪声增加
   即使不插入样品，仪器背景信号也在不断波动，影响重复性和灵敏度。

3. 波长响应不均匀
   光谱扫描时，原本平稳的基线出现峰谷或起伏，部分波长处出现“假吸收”现象。

4. 吸光度不准确
   光源不稳定时，导致同一样品的多次测量吸光度差异大，标准曲线偏离。

5. 信号漂移明显
   空白校正后基线快速偏移，表明仪器在运行中无法保持光强恒定。

6. 预热时间变长
   老化光源达到稳定发光所需时间变长，影响实验效率。

五、光源老化对实验的影响

1. 误差增大，影响定量分析
   尤其在微量检测中，光源衰减造成的吸光度误差将放大至浓度误差。

2. 难以判断异常源
   因为光源老化造成的吸收峰漂移、灵敏度下降，与试剂失效、操作错误等其他异常相似，不易区分。

3. 干扰标准曲线建立
   当使用同一光源建立标准曲线和测试样品时，其稳定性若不足会造成两者不一致。

4. 影响仪器的校准有效性
   光源强度低会使吸光度标准物质无法被有效识别，造成误判。

六、如何判断光源是否老化

1. 查阅使用时长
   氘灯寿命一般在800–1200小时，钨灯约2000小时，过期即应检测。

2. 对比标准滤片测值
   使用标准中性滤片或校准溶液测量吸光度，观察是否显著下降。

3. 空白样本基线是否平稳
   不放样品时连续扫描光谱，若基线波动大或偏移，说明光源不稳定。

4. 测量重复性下降
   同一样品在不同时间测量值差异大，也提示光源可能老化。

七、光源老化后的应对措施

1. 及时更换灯泡
   若检测或定量数据波动大，应首先排查光源状态。更换新灯泡后重做校准。

2. 避免不必要的长时间点亮
   使用计划可节省光源寿命，例如实验安排集中测定，而非长期开机。

3. 合理使用自动关灯功能
   部分仪器支持闲置时自动熄灯，保护光源。

4. 使用备用光源切换功能
   高级仪器具备自动灯源切换，延长主光源寿命。

八、光源更换后的工作建议

1. 进行完整仪器校准
   包括波长校正、基线校正、吸光度校验、灵敏度检测。

2. 重新建立标准曲线
   光源变化可能改变仪器响应，应重新测量标准品。

3. 检测样品池与光路清洁度
   更换光源同时应确认光路无污染，避免“误认为”新光源问题。

九、实验室管理建议

• 建立光源更换记录表
  记录灯源使用起始时间、实验次数、异常表现、预期更换时间。

• 定期光源性能评估
  如每月一次空白基线测试与标准溶液重测，提早识别老化趋势。

• 使用厂家推荐原装灯泡
  非原装灯泡虽便宜但可能存在光谱不连续、启动不稳定等隐患。

十、结语

紫外分光光度计的光源是仪器运行的“生命线”。它的稳定性和亮度直接决定了仪器的灵敏度、准确性与重现性。任何对光源老化的忽视，都可能演变为实验数据偏差乃至科研结论错误。建立科学的检测、判断与维护机制，是确保仪器长期可靠运行的关键。