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學習重點 掌握元件分工：光源提供輻射能，單色器選擇波長，比色管承載溶液，偵測器將光轉成電訊號；光纖負責導光與控制光徑。 光源與比色管須配合波長：紫外光測定可用氫燈、重氫燈等適當光源，搭配石英比色管；鎢絲燈適合可見光測定。 區分兩種帶寬：光譜帶寬描述單色器的選波特性，自然帶寬描述待測物吸收峰的寬度；準確量測峰頂時，儀器帶寬應遠小於自然帶寬。 比色選吸收光：溶液呈現的顏色主要來自透過光，測量吸光值應選吸收較強的互補色波段。 熟記波譜與操作範圍：X 射線波長短於紫外線、紅外線及無線電波；本單元以吸光值 0.1～0.7 作為減少測定誤差的適當範圍。 核心觀念 一、分光光度計構造與光纖功能 分光光度計的基本光路為光源 → 單色器 → 比色管 → 偵測器。測量時，選定波長的光通過檢體，儀器比較入射光與透射光的強度，再換算吸光值。 元件主要功能辨識關鍵 光源提供足夠且穩定的輻射能發光範圍須涵蓋測定波長 單色器選出較窄波段的光與選波及光譜帶寬有關 比色管盛裝溶液，提供固定光程材質須能透過測定光 偵測器將光訊號轉換為電訊號接收穿過檢體的光 光纖引導光沿指定路徑傳輸提高光徑方向的控制效果 光纖（fiber optics）能導光，但本身不負責分離不同波長。因此，「改善光徑方向控制」應聯想到光纖；「選擇波長」則應聯想到單色器。 二、單色器與光譜帶寬 本單元將濾光片、稜鏡及繞射光柵列為可用來選擇波段的裝置。濾光片選擇性透過特定波段；稜鏡利用不同波長的折射差異分光；繞射光柵利用繞射與干涉分離波長。光纖不屬於這類選波元件。 光譜帶寬（spectral bandwidth）描述單色器的特性，代表所選光束涵蓋的波長寬度。即使設定在同一中心波長，實際通過的光仍有一定波長範圍，並非只有單一波長。 光譜帶寬越小，波長解析度通常越好，越能分辨相近波長的吸收差異。帶寬縮小也會減少通光量，因此實際操作仍須兼顧訊號強度。 三、自然帶寬與峰頂吸光值 自然帶寬（natural bandwidth）是待測物吸收峰本身的寬度，與儀器的光譜帶寬不同。若儀器帶寬太寬，通過的光會包含峰頂兩旁吸收較低的波長，使測得的峰頂吸光值偏低。 本單元要求峰頂吸光值達到約 99.5% 準確度時，採用儀器光譜帶寬應小於自然帶寬十分之一的判斷原則。自然帶寬為 10 nm，十分之一即為 1 nm，因此應選小於 1 nm 的儀器波寬。不要把自然帶寬直接當成儀器應設定的帶寬。 四、光源選擇與生化測定 光源光譜特性與應用 鎢絲燈適用於可見光及近紅外光；紫外區輸出不足，600 nm 測定可使用 氫燈、重氫燈可提供紫外光，適用於紫外吸光值測定 石英氫燈石英外殼利於紫外光通過，可供紫外光量測 高壓水銀燈、汞弧燈具有紫外及可見光譜線，須配合其輸出與適當選波裝置使用 核酸常在約 260 nm 測定，NADH 常在 340 nm 測定，均屬紫外光範圍。以 uricase 單一酵素反應測尿酸時，是追蹤尿酸被消耗所造成的紫外吸光值下降，也需要適當紫外光源。 因此，核酸及尿酸的上述測定皆不宜選鎢絲燈。汞燈雖可提供紫外光，但屬譜線光源，不能推論為任意紫外波長都有同樣充足的輸出。 五、比色管材質與吸光值範圍 石英比色管能透過紫外光，適合 NADH 的 340 nm 測定，也適合更短波長的核酸量測。「低於 340 nm 就不能使用石英比色管」是錯誤敘述；石英也能用於可見光測定。 一般玻璃及多數一般塑膠比色管主要供可見光使用，不能直接假定其適合紫外測定。辨認 NADH 測定的材質選項時，應選石英，不可將題目所列的矽玻璃、鉛玻璃或聚丙烯塑膠直接視為等同石英。 比色管透光面應保持清潔、無指紋、無刮痕，並避免氣泡。吸光值太低時，微小訊號差異容易造成較大相對誤差；吸光值太高時，透射光太弱，也容易增加誤差。本單元以吸光值 0.1～0.7作為較適當範圍，實際仍須符合方法及儀器的有效量測範圍。 六、互補色與比色波長選擇 溶液看起來的顏色，主要是較能透過的光；測吸光值則要選較易被吸收的光。因此，可先以互補色判斷適合的波段，再以物質的吸收光譜或最大吸收波長確認。 溶液顏色應選的吸收光本單元適用波長 黃色紫光、藍紫光420 nm 藍色黃橙至橙紅波段570～630 nm 黃色產物應選 420 nm；藍色溶液則選 570～630 nm。不要因溶液呈藍色，就選藍光所在的 430～475 nm。另須先確認題目要求的光譜區域：250～300 nm 屬紫外光，750～900 nm 已不適合作為本單元的可見光比色選項。 七、電磁波譜排序 電磁波依波長由短到長排列為：伽馬射線 → X 射線 → 紫外線 → 可見光 → 紅外線 → 微波 → 無線電波。 波長越短，頻率越高，單一光子的能量也越高。在 X 射線、紫外線、紅外線及無線電波之間，X 射線波長最短。可見光內則由紫光往紅光方向，波長逐漸增加。 常考陷阱 「鎢絲燈可供核酸或尿酸紫外測定」：鎢絲燈的紫外輸出不足；但用於 600 nm 的可見光測定沒有此問題。 「光纖可作為單色器」：光纖負責導光與光徑方向控制；濾光片、稜鏡、繞射光柵才是本單元的選波裝置。 「光譜帶寬是光源或偵測器的特性」：應歸於單色器；帶寬較窄通常代表較佳波長解析度。 「石英不能用於 340 nm 以下」：石英正適合紫外測定，NADH 測定應優先辨認石英材質。 「自然帶寬 10 nm，儀器也設 10 nm」：高準確度峰頂測定須用更窄帶寬；本單元判斷門檻為 1 nm。 「溶液是什麼顏色，就用同色光測」：應選吸收較強的互補色；黃色選 420 nm，藍色選 570～630 nm。 「頻率越高，波長越長」：兩者關係相反；X 射線比紫外線波長更短。 記憶口訣 「光源供光，單色選波；光纖導路，比色定程，偵測成訊。」 「紫外用氫重，比色選石英；可見六百，鎢絲可行。」 「黃液量紫藍，藍液量橙紅；看到是透光，測量選吸光。」 「自然十，儀器小於一；帶寬窄，解析佳。」