一、波长扫描的基本原理

波长扫描是指仪器在设定的起始波长与终止波长范围内，按照一定步进和速度，自动改变光源波长并记录样品在每个波长下的吸光度。通过此过程，可以绘制出吸光度（Abs）与波长（nm）之间的关系图，即吸收光谱图。

1.1 扫描的意义

• 识别物质特征吸收峰：帮助确认样品成分；

• 选定最佳工作波长：便于后续定量分析；

• 研究分子结构与电子跃迁：用于基础研究；

• 监控化学反应进程：如溶液颜色变化的光谱表现。

二、波长扫描的主要参数

在进行扫描前，用户需设定一系列参数，以下为常见设置说明：

2.1 起始波长（Start Wavelength）

设定扫描开始的最小波长，通常根据样品类型设定：

• 紫外区：一般从190 nm或200 nm开始；

• 可见区：从400 nm左右开始。

2.2 终止波长（End Wavelength）

设定扫描停止的最大波长，如：

• 紫外末端：350 nm或400 nm；

• 可见末端：可达700–800 nm。

2.3 扫描步长（Wavelength Interval / Step Size）

即每次波长改变的最小间隔，常见范围为0.1 nm–5 nm。步长越小，谱图越精细，但测量时间也相应延长。

2.4 扫描速度（Scan Speed）

控制仪器每秒移动的波长数。速度通常分为“快、中、慢”，或以nm/min为单位（如100 nm/min）。速度设定取决于：

• 分辨率需求；

• 样品稳定性；

• 时间安排。

2.5 光谱模式

• Absorbance（吸光度）模式：常用于定量分析；

• Transmittance（透过率）模式：用于比对样品透光能力；

• Energy（能量）模式：较少用于常规实验。

三、仪器中波长扫描的设置步骤

不同型号的紫外分光光度计（如岛津、安捷伦、普析、海光等）可能在界面略有不同，但基本步骤大致一致：

步骤一：开机与预热

• 打开总电源；

• 开启控制面板；

• 启动紫外和可见光源；

• 预热10–30分钟，确保光源输出稳定。

步骤二：进入光谱扫描模式

• 在主界面选择“扫描”或“Spectrum Scan”；

• 有的仪器分“快速扫描”和“精密扫描”，根据需求选择。

步骤三：设定扫描参数

输入以下值：

• 起始波长：如200 nm；

• 终止波长：如400 nm；

• 步长：如1.0 nm；

• 扫描速度：如120 nm/min；

• 模式：选择Abs或%T。

部分仪器可选择是否进行基线校正，建议勾选“校正空白”选项以排除系统背景影响。

步骤四：空白测定与调零

• 将空白溶剂放入比色皿并放入样品槽；

• 点击“归零”或“调零”按钮，系统将记录空白光谱为基准；

• 等待完成后取出空白比色皿。

步骤五：加载样品并扫描

• 将样品溶液装入同一类型比色皿；

• 放入样品架；

• 点击“开始扫描”；

• 仪器将在设定的波长区间内记录吸光度变化并生成谱图。

步骤六：保存数据

• 命名扫描文件并保存；

• 可导出为图像（JPEG）、表格（CSV）、报告（PDF）等格式；

• 若需进一步处理，可通过光谱处理软件进行平滑、峰值标注、导数处理等。

四、不同类型样品的扫描策略

4.1 有机小分子

这类化合物多含有共轭结构或芳香环，适合在紫外区（200–350 nm）扫描。注意避免过高浓度造成吸光度饱和。

4.2 生物分子（蛋白质、核酸）

• DNA/RNA：最大吸收在260 nm；

• 蛋白质：最大吸收在280 nm；
  推荐扫描范围：220–320 nm；
  需使用石英比色皿以确保紫外透光性。

4.3 色素类物质

这类物质吸收区广，通常扫描200–700 nm。可见光区对色彩强烈样品尤为重要。

五、扫描后数据分析

扫描完成后得到的是一个完整的吸收光谱图，通过对该图的分析可获得如下信息：

5.1 λmax（最大吸收波长）

是吸光度最高的波长，具有代表性，可用于：

• 比对数据库进行定性识别；

• 作为定量分析的测量波长；

• 研究分子结构变化。

5.2 多吸收峰分析

部分物质存在多个吸收峰，需根据实验目标选择合适波段。

5.3 吸收边界

用于判断化合物吸收起始位置与终止点，对材料透光性能评价具有意义。

六、注意事项与误差控制

6.1 空白不准确

如果空白样品制备不规范（如成分不一致、有气泡等），会导致基线漂移或假性峰值。

6.2 比色皿方向错误

比色皿方向必须一致，光学窗口需与光路方向匹配，否则会因光程差异引起误差。

6.3 浓度过高

样品若吸光度 > 2.0，透过光极少，造成噪声升高，需稀释处理。

6.4 光源老化

如氘灯亮度不足或闪烁，会造成光谱不稳定，影响λmax判定。

6.5 软件设置遗漏

如未勾选“记录吸光度”或未启用“自动归零”，会导致数据不完整。

七、仪器品牌设置差异简述

7.1 岛津（Shimadzu）

• 软件操作界面友好；

• 支持自动推荐λmax；

• 扫描速度与分辨率兼顾。

7.2 安捷伦（Agilent）

• 精度高，适合高端科研；

• 可连接图谱数据库对比；

• 支持多样本自动扫描。

7.3 普析、上海精科

• 适合教学与常规应用；

• 功能基础但稳定；

• 操作逻辑清晰，适合入门。

八、高级功能拓展（选读）

部分高级仪器还支持以下波长扫描扩展功能：

8.1 双波长扫描

同时测量两个波长处的吸光度变化，常用于比率分析。

8.2 动态扫描（时间扫描）

在固定波长下记录吸光度随时间变化，可研究反应速率。

8.3 导数光谱

计算吸光度对波长的一阶或二阶导数，提升峰识别能力。

九、结语

波长扫描是紫外分光光度计的核心功能之一，通过设定合适的扫描区间、步长与速度，可获得高质量的吸收光谱图，进而实现对样品的深入分析。设置波长扫描并非简单操作，而是一个系统性的过程，涉及到光学原理、样品特性、仪器性能与数据处理多个维度。操作人员不仅要掌握仪器操作技巧，更要具备一定的光谱分析能力，才能发挥仪器的全部潜力，为科研与检测提供坚实的数据支持。