农达除草剂中的有效成分是一种叫做草甘膦的化学物质，其中的草甘膦， N-（膦酰基甲基），是一种甘胺酸异丙胺盐形态。这种形态的草甘膦易处理，效力强。一般的农达除草剂中草甘膦含量约为2%，而在实际使用时，还要用水来稀释。

在这个实验中，我们分别使用光程长度为10mm和5mm的可变光程浸入式探头来测试这些低浓度草甘膦的吸光度，并检验其检测极限。在吸光度测量中，光程长度与检测极限呈负相关，所以我们预测10mm的光程长度将给出更准确可靠的结果。我们使用5mm光程长度的探头来验证是否更短的光程长度也能检测到草甘膦，以及它是否会得到与10mm光程长度探头相似的结果。

实验中，我们使用了Avantes公司的科研级紫外/可见光谱仪AvaSpec-HERO(图1)。AvaSpec-HERO光谱仪基于高灵敏度紧凑型光学平台（焦距=100mm，数值孔径=0.13）以及一块1024×58 像素的背照式CCD 探测器，它拥有很高灵敏度和分辨率。AvaSpec-HERO采用先进的AS7010电路板，它包括一个高性能AD转换器，具有高信噪比和动态范围，USB3.0和以太网接口可以实现高速通信。由于本实验在紫外范围内需要较高的灵敏度，所以我们使用了这种光谱仪。

光源采用脉冲氙灯AvaLight-XE-HP，它在极紫外区域有非常好的表现，并通过一根Y型触发线与光谱仪连接。它接收到光谱仪的TTL信号后开始工作，以确保仅在光源工作时测量光谱。每次测量的闪光次数可以在AvaSoft软件中设置，以避免光谱饱和（当过量的光进入光谱仪时会产生饱和现象）。我们在10mm光程长度实验中将闪光次数设置为3次，在5mm光程长度实验中将闪光次数设置为2次。

实验系统中的最后一个组件是Avantes公司的可变光程浸入式探头。Avantes公司为科研及工业客户提供了固定或可变光程长度的浸入式探头 (图2)，光程长度的改变可以通过铜管件的旋松并拧紧实现的。较长的光程长度适用于测量低浓度样品，较短的光程长度适用于测量高浓度样品。这是因为更长的距离允许更多的光进入样品，光程长度为10mm的探头比5mm长度更适用于较低浓度的样品。

如图3，农达除草剂的稀释推荐配比为：1.5盎司(3汤匙)农达除草剂与1加仑水混合，此时农达除草剂样品的浓度约为1.2%。在溶质重量保持不变的情况下，其他三种样品分别比推荐浓度多稀释了25%，50%和75%。（此浓度是根据其他三种浓度确定，这三种样品的浓度分别比推荐浓度稀释率高25%、50%和75%。）

溶剂是去离子水，用来稀释草甘膦含量为2%的农达溶液，稀释后得到四种样品浓度分别为1.2%、0.88%、0.59%和0.29%（图3）。这四种样品中草甘膦百分比分别为0.024%、0.018%、0.012%和0.0058%(图3)。稀释后的四种样品如图4所示。

测试样品前，我们设置光谱仪的积分时间为30ms，AvaLight-XE-HP光源的闪光次数为3次。我们首先使用10mm光程长度测试了四个样本，我们选择吸光度模式，先存储暗噪声来消除仪器自带的噪声，以溶剂(去离子水)作参考。使用10mm光程长度探头的吸光度测量结果如图5所示。

纯草甘膦的吸光度峰在265 nm左右，而稀释后的草甘膦吸光度峰可位于200 ~ 300nm的任意波长处。我们在实验中测得的峰在200nm左右，光谱形状也与其他研究者的光谱数据一致。因此可以证明，使用10mm光程长度的探头可以很好地测量四种农达除草剂稀释溶液中的草甘膦。

第二次实验使用的是5mm光程长度探头，我们设置光谱仪的积分时间为20ms，AvaLight-XE-HP光源的闪光次数为2次，这样做是为了避免出现饱和情况，测量结果如图6.

5mm光程探头测量光谱的一致性不如10mm探头的测量光谱。样品2(紫色，稀释程度增加25%)和样品4(黑色，稀释程度增加75%)的光谱形状与其他两个样品不一样。并且样品2和样品4的吸光度谱线达到峰值后并没有迅速降低，而是并未真正下降。这些结果证明，5mm光程探头的测量结果不如10mm光程探头的测量结果可靠。这与我们最初的假设一致：因为四个样品都被充分稀释，所以10mm光程探头可以得到更好的测量结果。

图7、8、9和10对比了每个样品的10mm光程探头和5mm光程探头的测试结果。可以看到使用10mm光程探头的5mm光程探头的测量结果更准确。图11是本实验的所有光谱结果汇总。

正如预测的那样，10mm光程的可变光程浸入式探头可以更好地识别草甘膦的吸光度峰。5mm光程探头也可以探测到草甘膦的信号，但光谱形状不像10mm光程探头的那样均匀。这四种高度稀释的样品都证明了在较长的光程长度下实验效果更好。如果我们的猜想正确，那么如果在另一个实验中大幅增加样品浓度，那么5mm光程探头就能提供更好的实验效果。

这个实验证明，可变光程浸入式探头可以适用于低浓度样品的吸光度测量，并且可以覆盖大范围的浓度范围。这个实验很好地证明了当被测样品的浓度不同时，使用可变光程浸入式探头所提供的不同光程都可以得到较好的测试结果。