认识分光光度计（四）定量分析
定量分析简介
定量分析是分光光度计一项重要的功能，利用已知浓度溶液对特定波长光线的吸收程度，来判定其他未知溶液特定溶质的浓度。分光光度计定量分析的基础是比尔-朗伯定律，当光线水平穿过一特定厚度、盛装某溶液的透明容器（比色管）之后，在比色管的另外一面，光线强度会衰减，在行程中，部份光线被样品与比色管吸收。
定量分析基本原理
光线穿过样品衰减的程度，跟容器中空部位的厚度(也就是光穿过样品的厚度)、容器的材质 、以及样品本身的浓度有一定的线性关系。由于比色管的吸收度、比色管的长宽是固定的，因此可以像磅秤扣除容器重量的净重归零方式，对比色管与空白溶剂进行归零，这样，测量的变因，便只剩下物质的浓度一项。
有些物质，在溶液中并没有特定颜色而呈现透明状，无法进行定量。此时，我们可以加入显色剂，像测量pH酸碱度的酚红指示剂，让该物质与显色剂反应。等物质变色之后，便能够测量其浓度。有些样品，因为本身有其他物质会影响某个色彩的深浅，这时候需要加入其他试剂，去除那些会干扰测量的成份，让这些成份沈淀或分解，这便是净化、萃取的步骤。
利用分光光度计进行定量分析
分光光度计是一种有效且经济的定量分析仪器，尤其是对于那些成份单纯、颜色可以控制在单一种颜色 (可以用单一波长分析)，它不但操作简单快速，仪器本身的价格、耗材的成本也比其他定量分析仪器要低很多，如，层析仪、原子吸收光谱仪。分光光度计的定量精度，大多在 ppm 浓度等级，一些变因受控更好的情况下，定量的精度，甚至可以到ppb的等级。只要溶液中的物质，本身不会有明显散射(微颗粒)，质点不会交互作用，对于光线不会有化学反应、没有萤光，便能用分光光度计执行定量分析。在一般生化实验室，分光光度计是日常研究不可或缺的仪器。而对于工业品管应用，由于大部分都是已知成份的物质、条件可控，分光光度计尤其是一种很有效率的品管分析仪器。比如六价铬、水中余氯、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐，这些化合物的品管分析。
定量分析操作-选择测量波长
半透明的待测样品溶液，无论是本身就有颜色，或经过纯化萃取处理与显色剂发色，若该颜色会随著溶质的浓度不同而有深浅变化，而且在要求的最高浓度位置不会吸收值饱和，那么该颜色所属的波长部位，便可以拿来作为定量分析的基准波长。透过全波长光谱扫描，我们可以看出在哪个波长位置的吸收度，适合该物质的定量分析。
以上面这张光谱图为例，图中四条线分别是四种浓度的食用色素溶液，利用 UV1800 扫描型紫外可见光分光光度计，全波长扫描功能所测量出来的光谱曲线。从图中可以看出，若以 400nm 作为定量分析的基准波长，那么浓度为 400ppm 的色素溶液，已经饱和，无法测得正确结果。350nm 与 380 nm 两个波长位置，都能用来定量，然而，380nm 波长位置，不同浓度间的吸收值差异较大，测量结果会比 350nm 的吸收值，来得更精准。因为各个浓度间的吸收值距离更大，可以被切割得更细，结果也就更精准。
台湾环检所与食药署，或是美国ASTM，也公告了许多分光光度计的检验方法，从公告方法中，也能获得特定物质的测量波长、合适的显色剂，以及避免干扰的配方。这些公告的标准方法，可以减少自行摸索的时间。
定量分析操作-制作检量线
检量线 (Calibration Curve) 是利用数种已知浓度的溶液，个别测量其吸收值，最后以回归分析得到一条 (浓度-吸收值) 的斜线。检量线至少需要从3种不同已知浓度的溶液获得(两点只有自然的直线，无法知道中间值)。但由于实测结果，各点并不会成为一条绝对理想的斜线，通常5个以上的已知浓度，可以以回归分析，画出更准的检量线。势动科技的分光光度计，可安装专用的 Windows 光谱工作站软体，操作过程有软体提示，并自动计算，可以快速完成检量线制作，并测得准确的结果。
定量分析操作-内插法获得结果
检量线的斜率，便是吸收值对浓度的比例，将未知浓度溶液所测得的吸收值，套入检量线的斜率，便能获得对应的浓度。待测样品的浓度，以不超过检量线的浓度范围为原则，才能用内插法获得较可靠的结果。
定量分析操作示范影片
以上操作影片是以 UV1700 这部基本款的分光光度计测试，碍于播放时间，一些需要等待仪器稳定的过程，已经经过剪接删减。
目前有很多可利用分光光度计来测量的公告方法可依循，如，甲醛、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、叶绿素、番茄红素、铁质、总酚、氯气、氨气、巴拉刈、农药 (酵素显色方法)、硫化物、氰化物、磷酸盐、六价铬、界面活性剂...
若需要更多有关分光光度计的产品咨询，或者想了解更有效率的定量测量方法，欢迎联络势动科技，我们将有专人为您服务。
后文：待续