Wie lassen sich genaue Isolations- oder optische Dichtewerte (OD) bei bestimmten Zielwellenlängen überprüfen?

Die Überprüfung der genauen Isolierung (spektralen Bandbreite) oder der Werte der optischen Dichte (OD) ist entscheidend, um die Genauigkeit von Spektralphotometern und Mikroplattenlesern sicherzustellen. Die Validierung stützt sich üblicherweise auf eine Kombination aus NIST-rückführbaren physikalischen Standards und chemischen Lösungen.

1. Überprüfung der optischen Dichte (photometrische Genauigkeit)

Die photometrische Genauigkeit stellt sicher, dass der vom Instrument angezeigte Absorptionswert der tatsächlichen Absorption der Probe entspricht.

• Neutraldichte-(ND-)Filter: Für die breitbandige Verifizierung werden auf NIST rückführbare metallische oder gläserne ND-Filter verwendet. Diese bieten stabile OD-Werte (z. B. 0.3, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0) über einen breiten Wellenlängenbereich.
• Kaliumdichromat (K₂Cr₂O₇): Dies ist der Referenzstandard für die Überprüfung des UV-Bereichs (235 nm bis 350 nm). Lösungen unterschiedlicher Konzentration werden in 0.005M Schwefelsäure angesetzt.
• Streulichtprüfung: Hohe OD-Werte können durch „Streulicht“, also Strahlung außerhalb des Zielwellenlängenbereichs, verfälscht werden. Dies wird mithilfe von Kantenfiltern wie Kaliumiodid (KI) überprüft, das bei bestimmten UV-Wellenlängen nahezu vollständig undurchlässig sein sollte.

2. Überprüfung der Wellenlängengenauigkeit (Isolation)

Die Wellenlängengenauigkeit stellt sicher, dass das Instrument beim Zielwert in Nanometern (nm) tatsächlich „isoliert“ ist.

• Holmiumoxid- oder Didymglas: Diese Filter weisen über das gesamte UV-Vis-Spektrum sehr scharfe, klar definierte Absorptionspeaks auf. Durch Scannen dieser Filter lässt sich prüfen, ob das Gerät den Peak bei der exakt dokumentierten Wellenlänge erkennt.
• Atomare Emissionslinien: Für höchste Präzision werden Gasentladungslampen (wie Quecksilber- oder Deuteriumlampen) verwendet. Diese emittieren Licht bei fundamentalen physikalischen Konstanten (z. B. die Quecksilberlinie bei 253.65 nm) und liefern damit einen absoluten Referenzpunkt.

3. Überprüfung der spektralen Bandbreite (SBW)

Die spektrale Bandbreite (die „Breite“ des aus dem Spalt austretenden Lichtstrahls) bestimmt die Auflösung des Instruments.

• Toluol in Hexan: Ein gängiger Test für das Auflösungsvermögen. Gemessen wird das Verhältnis zwischen dem Absorptionsmaximum bei 269 nm und dem Absorptionsminimum bei 266 nm. Ein höheres Verhältnis weist auf eine schmalere, präzisere spektrale Bandbreite hin.
• Spaltbreitentest: Wenn das Gerät über einen variablen Spalt verfügt, kann dessen physische Breite durch Messung der Halbwertsbreite (FWHM) einer schmalen Emissionslinie einer Quecksilberlampe überprüft werden.

Vergleich der Verifizierungsmethoden

Bewährte Verfahren zur Überprüfung

1. Aufwärmzeit: Lassen Sie die Lampen des Instruments vor der Prüfung stets 15–30 Minuten lang stabilisieren.
2. Temperaturregelung: Die photometrischen Werte chemischer Standards wie Kaliumdichromat sind temperaturabhängig. Stellen Sie sicher, dass im Labor eine stabile Temperatur von 20–25°C herrscht.
3. Rezertifizierung: Physische Filter sollten alle 1–2 Jahre zur Rezertifizierung an den Hersteller oder ein Metrologielabor zurückgesendet werden, um Solarisation des Glases oder eine Verschlechterung der Oberfläche zu berücksichtigen.