光度噪聲對(duì)分析測(cè)試誤差的影響
在光度分析中,特別在紫外可見(jiàn)光度分析中,光度噪聲(PhotometricNoise)是影響比耳定律偏離的主要因素,是主要分析誤差的來(lái)源。若已知光度噪聲為N,則可根據(jù)A.J.Owen提出的計(jì)算公式:噪聲誤差(%)=N×100/A,計(jì)算出不同N的情況下,吸光度的相對(duì)誤差ΔA/A(ΔA為吸光度誤差,A為吸光度真值)與A的關(guān)系。或求出不同A的情況下,ΔA/A與N的關(guān)系。
目前國(guó)內(nèi)外有些儀器制造者和使用者們,不注重儀器的光度噪聲對(duì)分析測(cè)試結(jié)果的影響。有的廠商甚至在樣本上不給出光度噪聲這個(gè)重要指標(biāo)。有些廠商(技術(shù)人員)在測(cè)試光度噪聲時(shí),只測(cè)15min或30min,這些都是不對(duì)的,是值得注意的重要問(wèn)題。
紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度噪聲是分析誤差的主要來(lái)源,它主要影響或限制是被測(cè)試樣濃度的下限。目前,上的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度噪聲為±0.0002Abs(峰-峰值,如美國(guó)Varian公司的Cary5)。它的測(cè)量下限在0.02Abs時(shí),測(cè)量誤差可達(dá)到1%。國(guó)外還有許多紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度噪聲都在±0.0002Abs(峰-峰值,如美國(guó)P-E公司的Lambda900等)。這些光度噪聲很低的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),在海洋生物學(xué)和生命科學(xué)的研究工作中,或在分析小量樣品時(shí),是非常有實(shí)用價(jià)值的。目前國(guó)產(chǎn)的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),光度噪聲都比較大。只有極少數(shù)儀器的光度噪聲很小,如北京普析通用公司的TU-1901,其光度噪聲為±0.0004Abs(峰-峰值)。噪聲限制的測(cè)量下限為0.04Abs時(shí),由噪聲引起的測(cè)量誤差還可達(dá)到1%。所以,我國(guó)的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)制造者們,要下大工夫去努力降低儀器的光度噪聲。
目前,國(guó)內(nèi)外的許多生產(chǎn)廠商,不在樣本中給出儀器的光度噪聲,這是不妥當(dāng)?shù)?。因?yàn)?不給出儀器的光度噪聲,使用者就無(wú)法判斷儀器在低濃度下是否適用,其靈敏度、準(zhǔn)確度是否能達(dá)到使用要求,很難判斷儀器的適用性和可靠性,將給使用者帶來(lái)很大的麻煩。因此,不管是低檔紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),還是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),都應(yīng)向使用者提供光度噪聲這個(gè)極其重要的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的光度噪聲與掃描速度是有很大的關(guān)系的。一般來(lái)講,掃描速度很快的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的噪聲肯定是大的。反之,如果一臺(tái)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的噪聲很小,那它的掃描速度是不會(huì)太快的。所以,目前上許多紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的制造商,設(shè)計(jì)時(shí)都考慮到了掃描速度和光度噪聲之間的關(guān)系,不會(huì)把掃描速度作得很快,而把光度噪聲作得很大。反之,他們也不會(huì)把光度噪聲作得很小,而把掃描速度作得很慢。但目前,國(guó)外的確有些制造商把他們的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的掃描速度作得很快,而忽視光度噪聲,這是不對(duì)的。因?yàn)橐话銇?lái)講,紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的掃描速度沒(méi)有光度噪聲重要。起碼掃描速度對(duì)分析測(cè)試誤差沒(méi)有影響。而噪聲則是主要分析誤差的來(lái)源。
二、光度噪聲的表示方法
光度噪聲是儀器的一種隨時(shí)間而變化、但又是隨機(jī)的輸出信號(hào)。它是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)分析誤差的主要來(lái)源,它直接影響儀器的信噪比和檢出限。目前上對(duì)光度噪聲的表示方法有兩種:一是用吸光度(Abs)表示;二是用透射比(%T)表示。日本和我國(guó)的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)生產(chǎn)廠商用透射比(%T)表示的較多,歐美等國(guó)的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)生產(chǎn)廠商用吸光度(Abs)表示的較多,應(yīng)該說(shuō)二者都可以。但用吸光度(Abs)表示更好。因?yàn)?廣大使用者在使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的時(shí)候,基本上都是用吸光度,而不是用透射比。如果儀器的光度噪聲用透射比(%T)表示,則在計(jì)算誤差時(shí),還要把透射比換算成吸光度,會(huì)給使用者帶來(lái)不必要的麻煩。
三、光度噪聲的測(cè)試方法
紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)光度噪聲的測(cè)試,目前接軌的測(cè)試方法是:儀器冷態(tài)開(kāi)機(jī),預(yù)熱0.5h后,試樣和參比比色皿均為空氣、設(shè)置吸光度為0Abs、光譜帶寬為2nm、波長(zhǎng)為500nm。將儀器從長(zhǎng)波到短波,進(jìn)行時(shí)間掃描1h。在1h內(nèi),任取10min的測(cè)試數(shù)據(jù),在多個(gè)10min的測(cè)試數(shù)據(jù)中,以那個(gè)10min內(nèi)*的峰-峰值,作為500nm處的噪聲。