一、引言

紫外分光光度计在化学分析、药物检测、环境监测和生物研究等领域被广泛使用。为了确保仪器数据的准确性与可重复性，必须定期对其进行校准与性能验证。本文结合仪器工作原理，详细介绍日常校准项目、验证方法、操作步骤、频次安排及数据管理，旨在指导实验室建立规范的仪器校验流程。

二、校准与性能验证概述

1. 校准（Calibration）
   对仪器的波长、光度、带宽等测量参数进行调整，使其输出与标准值一致。

2. 性能验证（Performance Verification）
   在校准基础上，通过特定测试确认仪器在实际使用条件下的测量性能是否满足规范要求。

3. 日常项目

• 波长准确度

• 光度准确度

• 带宽与分辨率

• 漏光（Stray Light）

• 噪声与漂移

• 系统适用性测试（SST）

三、波长准确度校准

1. 原理与意义

光栅或棱镜单色器输出光波长是否准确，直接影响吸收峰位判断与定量计算。

2. 校准标准

• Holmium Oxide 溶液：在 240.1、287.5、361.2、453.7 nm 等处有特征吸收峰。

• Didymium (镝铈) 滤光片：在 580、650、870 nm 等可见区波长进行验证。

3. 操作步骤

1. 用高纯水配制 Holmium Oxide 标准溶液（或使用商业标准溶液）。

2. 仪器预热 30 分钟，设置狭缝带宽与检测速率。

3. 在 200–800 nm 范围扫描，记录峰位。

4. 峰位偏差应≤±1 nm；若超限，需校正单色器光栅角度或更换灯源。

四、光度准确度校准

1. 原理与意义

光度准确度指仪器测量吸光度（A）的偏差范围，直接关联浓度计算的精确性。

2. 校准标准

• Potassium Dichromate（二铬酸钾）标准溶液：在 235、257、313、350 nm 处有公认的吸光度值。

• Neutral Density Filters（中性密度滤光片）：在 220、340、440、640 nm 处验证光程与检测线性。

3. 操作步骤

1. 配制二铬酸钾标准溶液，按药典方法或厂商说明进行。

2. 使用相同石英比色皿测量各特征波长吸光度。

3. 计算偏差：ΔA=A测量−A标准\Delta A = A_{\text{测量}} - A_{\text{标准}}ΔA=A测量−A标准。

4. 要求 $|\Delta A|$ ≤0.005（A=0.5 区间）或 ≤1%（A=1.0 区间）。

五、带宽与分辨率验证

1. 定义

• 带宽（Bandwidth）：仪器输出光谱的半峰全宽度（FWHM）。

• 分辨率（Resolution）：区分相邻两峰的能力。

2. 验证方法

• 使用 滤光片 或 标准物质（如NaNO₂ 溶液在 208 nm 处有尖峰）测试带宽，要求半峰宽度符合厂商标称值（通常 ≤1 nm）。

• 分辨率测试可通过检测 烷基苯磺酸盐在 275.0 和 279.5 nm 两峰的分离度，要求峰高比符合 >1.5。

六、漏光（Stray Light）测试

1. 原理

杂散光会引入基线偏移，尤其在高吸收区，会使测量结果偏低。

2. 测试标准

• NaI 溶液 + 硫酸：在 198 nm（或 360 nm）测量透过率，应 ≤0.05%。

• 空白石英滤光片：在 220、340 nm 测定透过率验证。

3. 操作步骤

1. 配制 0.1% NaI 溶液，加入硫酸至酸性。

2. 设置波长至 198 nm，测量透过率；重复三次取平均。

3. 若 >0.1%，表示杂散光过大，需清洁光学部件或更换狭缝/滤光片。

七、噪声与漂移测试

1. 噪声（Noise）

在恒波长（如 500 nm）下记录吸光度短期波动，称为噪声。

2. 漂移（Drift）

在同一波长下持续记录 2 小时，测量基线随时间的变化量。

3. 验证方法

• 设光程 1 cm，空白比色皿置于样品室。

• 噪声要求 RMS ≤0.0003 A；漂移 ≤0.001 A/小时。

• 记录噪声与漂移数据，绘制趋势曲线，评估仪器稳定性。

八、系统适用性测试（SST）

1. 意义

在实际测定前，验证整个系统（光源、单色器、样品室、检测器、软件）是否联动正常。

2. 测试内容

• 基线平直度：在指定波长范围（200–800 nm）扫描，基线应平滑无尖峰。

• 峰高与半峰宽：使用标准溶液检测关键峰位响应与带宽。

• 响应时间：切换空白与标准样品，记录稳定所需时间。

3. 判定标准

依据仪器说明书或实验室质量管理体系要求制定，如峰高偏差≤2%、响应时间≤5 s 等。

九、日常维护与校验频次

十、数据记录与报告

1. 校验日志：记录校准日期、标准品批号、测量条件、数据及判定结果。

2. 趋势图表：长期监控关键参数（波长偏移、光度偏差、噪声、漂移），及时发现仪器性能波动。

3. 报告归档：校验记录需保存至少 2 年，并接受内部或外部审计。

十一、故障排除与注意事项

1. 峰位持续偏移：检查单色器光栅清洁、光源老化、软件波长标定参数。

2. 光度偏差过大：排除比色皿污染、更换滤光片或光程检查。

3. 基线噪声增大：关注检测器电源、实验室温湿度及光路对准。

4. 杂散光过高：清洗、排除光路中松动反射面或更换狭缝。

5. 软件版本与固件：使用厂家推荐版本，定期更新并验证一致性。

十二、结论与展望

科学、系统的日常校准与性能验证是保证紫外分光光度计数据可靠性的关键。通过制定明确的校验标准、严格执行操作流程、完善记录与趋势分析，可有效降低仪器误差风险。未来，在线自校正、云端仪器监控与人工智能故障诊断等新技术，将进一步提升仪器管理效率与测量质量，为高通量和多场景应用提供有力支撑。