一、引言

在使用紫外分光光度计进行定量或定性分析时，操作过程中的细节控制至关重要。尤其是气泡的干扰问题，常常被忽视却又极易引起实验误差，导致吸光度波动、重复性变差、谱图异常，进而影响整个实验结果的可靠性。

本文将围绕“如何在紫外分光光度计操作过程中避免气泡干扰”展开系统讲解，从理论背景到实操细节，从仪器结构到样品性质，从人为因素到预防方法，构建一个完整的气泡控制体系，确保实验数据稳定、准确、可追溯。

二、气泡对光度法测量的干扰原理

2.1 光路遮挡效应

当比色皿中存在气泡，尤其是位于光程路径上的气泡，会部分或完全阻断透射光，引起吸光度异常升高。

2.2 散射与折射效应

气泡界面为气液相，折射率差异显著，会导致光束偏转甚至散射，改变实际通过样品的光强。

2.3 数据波动与重复性差

同一溶液在多次测量中因气泡分布不同，造成吸光度不一致，表现为RSD升高、曲线跳变、基线不稳等问题。

三、识别气泡干扰的典型表现

四、气泡形成的常见原因分析

4.1 操作过程中的人为因素

• 注液速度过快，导致液体卷入空气；

• 旋转、倾斜比色皿时未排除空气残留；

• 抽吸样品前移液器管口带气或存在微气泡。

4.2 溶液本身的物理特性

• 表面张力大（如水系有机混合溶液）；

• 溶液温度高，空气溶解度低，易析气；

• 含有界面活性剂、胶体或泡沫剂成分。

4.3 外界环境因素

• 比色皿表面未清洁，附着气泡；

• 室温骤变或日光直射引起溶液中气体释放；

• 操作环境震动干扰，促使气泡上浮或运动。

五、避免气泡的基础操作规范

5.1 正确注液方法

• 使用带尖头的微量移液器或滴定管慢速注液；

• 液体注入比色皿壁侧缘，避免从正上方垂直倾倒；

• 注液高度适中，避免落差大形成水花包气。

5.2 控制注液体积与液面高度

• 保持比色皿液面高度在光路上方约1cm；

• 避免液面过高接近比色皿口，否则更易挂气泡；

• 液面过低易导致光束部分穿过空气界面，产生折射。

5.3 比色皿预处理与检查

• 注液前用同种溶剂润洗比色皿2–3次；

• 检查比色皿内壁是否有水珠、微粒或油膜；

• 用干净擦镜纸擦拭外壁，防止外部气泡造成误差。

六、实验中消除气泡的有效方法

6.1 超声波震荡除气

• 将样品注入后置于超声波清洗器中5分钟；

• 可快速排除溶液中微小气泡及析气；

• 特别适合黏性大或界面活性剂溶液。

6.2 静置排泡法

• 将注入比色皿的样品静置3–5分钟；

• 气泡自然上浮破裂，适用于不易析变样品；

• 温度控制一致，避免因热胀冷缩再度析泡。

6.3 轻弹比色皿

• 使用干净棉签或塑料棒轻弹比色皿外壁；

• 可促使附着于壁面的微气泡脱落；

• 注意力度轻柔，避免液体飞溅。

6.4 使用带盖比色皿

• 某些比色皿配有专用透明盖，可减少样品震荡；

• 防止气泡二次形成或在测量中产生移动；

• 同时提高数据稳定性和温度一致性。

七、仪器层面上的控制措施

7.1 使用双光束系统仪器

• 自动扣除参考光干扰，减小气泡带来的影响；

• 增强测量稳定性和抗干扰能力。

7.2 波长积分时间优化

• 适当延长积分时间（如从0.2s调至1.0s）；

• 可平滑因气泡造成的瞬时波动，提升信噪比。

7.3 重复读取平均值

• 设置重复读取3次以上，取平均吸光度值；

• 减少单次测量中偶发气泡对数据的影响。

八、气泡控制的标准化管理建议

8.1 建立操作SOP文件

• 明确规定注液速度、静置时间、检查项目等；

• 对关键步骤如“样品注入后检查气泡”进行签名确认。

8.2 培训实验人员识别与处理能力

• 教育新员工如何识别气泡干扰的谱图与数据表现；

• 强化“数据异常优先查气泡”的实验文化。

8.3 定期质量复核

• 对重复性差的批次进行专项气泡检查；

• 拟定“样品气泡干扰记录表”，追踪问题根源。

九、案例分析

案例一：气泡导致蛋白浓度测定异常

背景：用紫外法在280 nm处测定蛋白质浓度
现象：重复吸光度值差异大，RSD > 4%

分析：
注液过急，样品中残留微气泡，漂浮在比色皿中部偏光路；部分气泡较小，仅在某次测量时遮挡光路。

解决方案：
改用缓慢注液→静置5分钟→轻弹比色皿→复测，RSD降至0.5%

十、常见问题汇总与处理建议

十一、结语

气泡是紫外分光光度计实验中一个看似微小却极易被忽视的干扰因素。它影响的不仅是单点的吸光度值，更关系到整个曲线的真实性、重复性的可靠性与最终数据的科学性。

通过科学的注液技巧、规范的操作流程、合理的实验前处理，以及对实验环境的整体把控，可以最大程度消除气泡的干扰风险，确保实验数据真实稳定。重视细节，是实验成功的基石；控制气泡，是光谱分析精确化的重要环节。