一、引言

紫外分光光度计是基于朗伯-比尔定律进行物质定量与定性分析的重要仪器。然而，在其操作过程中，微小的不规范因素都可能导致测量误差，而样品中的气泡干扰是最常见且易被忽视的问题之一。本文将围绕“如何避免气泡干扰”这一核心议题，系统阐述气泡对实验结果的影响机制、产生原因及操作中应采取的预防措施，为用户提供一套全面而高效的解决方案。

二、气泡干扰的机理

2.1 气泡对吸光度测量的影响

在紫外分光光度计的测量中，光束需要穿过装有样品的比色皿，并被样品中的分子选择性吸收。若液体中存在空气或气泡，会造成以下几种干扰：

• 反射与散射：气泡的界面反射或散射部分光线，使入射光无法均匀穿透液体；

• 光程不稳定：气泡遮挡部分光路，导致有效光程变化；

• 局部折射：气泡的曲率引起局部折射，干扰探测器接收角度；

• 吸光度波动：测得的吸光度数据出现跳动或偏高/偏低的不确定性。

2.2 气泡误差的表现特征

• 吸光度数值不稳定；

• 多次测量数据偏差大，RSD（相对标准偏差）升高；

• 扫描光谱曲线出现尖峰、锯齿或漂移；

• 浓度计算结果不一致。

三、气泡的常见来源分析

在紫外分光光度计实验中，气泡可来源于多个环节，归纳如下：

四、避免气泡干扰的样品准备策略

4.1 脱气处理

① 超声波脱气：

将样品置于超声波清洗器中震荡1～5分钟，促使气体逸出。适用于大多数生物和有机溶液。

② 真空脱气：

将样品容器置于真空干燥器中抽气10–30分钟，可高效除气。常用于精密分析与标准品制备。

③ 静置排气：

制备完毕后将样品于室温静置10–15分钟，使溶解气体自然逸出，适用于时间宽松或操作量小的场景。

4.2 控温操作

• 避免由低温升高导致气体析出；

• 所有操作尽量在恒温环境中进行，尤其是在25℃附近；

• 若实验必须在高温下进行，建议使用封闭比色皿以防气泡产生。

五、比色皿装样技巧与规范操作

5.1 注液角度控制

注入液体时，移液器尖端应贴着比色皿内壁倾斜注入，避免直冲底部产生涡流带入空气。

5.2 缓慢注液，避免剧烈搅动

• 移液速度不宜过快；

• 不要反复抽吸操作；

• 使用预润的吸头，降低表面张力产生的气泡。

5.3 液面高度控制一致

液面高度若过低，易在光束区域留下空隙，若过满可能溢出形成气泡。因此，建议：

• 液面高度控制在比色皿总高度的2/3；

• 光束应完全穿过液体而非液面或气层。

六、检测与排查气泡的简便方法

6.1 肉眼观察法

• 将比色皿在自然光下倾斜观察是否有反光点或漂浮气泡；

• 可轻敲比色皿边缘，观察是否有气泡浮动。

6.2 旋转比色皿对比法

• 180°旋转比色皿后重新测量吸光度；

• 若前后差异显著，则可能有气泡遮挡光路。

6.3 空比色皿对照法

• 在仪器空白通道插入装有纯溶剂的比色皿；

• 观察其吸光度是否稳定；

• 不稳定则为容器或操作问题所致。

七、处理气泡的应急措施

7.1 轻敲比色皿

使用手指或笔柄轻敲比色皿外壁，有助于小气泡上浮并破裂。

7.2 重复注液

若发现严重气泡，建议弃去原液、重新注入一份新样品，并检查注液操作是否合规。

7.3 使用注射器过滤

用0.45 μm针头过滤样品并注入比色皿，不仅可去除颗粒，也有助于除气泡。

八、仪器操作与软件功能的辅助控制

8.1 多次重复测量确认稳定性

设置测量重复次数为3～5次，若吸光度数值波动小，则可判断无气泡干扰。

8.2 观察扫描曲线平滑度

在光谱扫描中，若扫描曲线锯齿明显或跳动频繁，提示样品中存在气泡或颗粒，应重新取样。

8.3 自动数据修正功能

部分高级型号紫外分光光度计具备平均值取点、数据平滑处理等功能，可一定程度上降低气泡引发的瞬时误差。

九、常见场景与气泡干扰案例分析

案例一：高蛋白浓度样品

问题：蛋白溶液粘稠度高，气泡不易逸出。

对策：使用超声脱气+真空抽气联合处理，延长静置时间，并采用慢速注液。

案例二：乙醇溶剂反复取样

问题：乙醇蒸发快，操作不规范易引起气泡与浓度波动。

对策：每次使用新鲜配制溶液，快速操作、减少暴露时间，使用封闭比色皿。

案例三：定量分析误差大

问题：某标准曲线低浓度段吸光度不稳定。

原因：低浓度液体中残留微泡使光路偏差放大，建议过滤后重测。

十、实验室标准操作规范（SOP）建议

为规范实验流程并最大限度降低气泡影响，建议实验室建立如下标准操作规范：

十一、教学与培训中的注意事项

在仪器培训、实验教学和学生考核中，应特别强调以下几点：

• 强化“慢、稳、准”的液体处理意识；

• 展示带气泡与无气泡测量数据差异；

• 纳入“气泡干扰判断”环节作为评分标准；

• 引导学生主动检查与纠正操作错误。

十二、结语

在紫外分光光度计的应用中，气泡虽小，却能带来巨大的数据误差与分析误判。避免气泡干扰不仅是一种操作技能，更是一种实验责任感的体现。通过科学的样品准备方法、标准化的注液流程、有效的检测与处理策略，用户可以显著提高实验结果的稳定性与准确性。

随着仪器技术的不断发展，现代分光光度计也在逐步引入更多自动识别和智能修正功能，但任何仪器的精准性都必须建立在严谨规范的实验操作基础之上。