可見分光光度計的波長定位原理與實(shí)現(xiàn)

    分光光度計是產(chǎn)生和利用單色光照射樣品,并測量單色光透過透明樣品前、后的入射光及透射光能量的儀器。世界上的分析工作量有20%～30%是用分光光度計完成的。其在質(zhì)控、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)控、化學(xué)分析等部門得到了廣泛的應(yīng)用。我國早在七、八十年代就開發(fā)出了第三代分光光度計。這些產(chǎn)品經(jīng)十余年、十余萬臺長期生產(chǎn)和應(yīng)用 ,成熟度已經(jīng)很高。使用現(xiàn)代的電子技術(shù)和單片微機(jī)對這些產(chǎn)品進(jìn)行二次開發(fā) ,可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和上市時間。作者是在上海光譜科學(xué)儀器公司生產(chǎn)的SP-723型可見分光光度計基礎(chǔ)上進(jìn)行了儀器的二次開發(fā) ,應(yīng)用在對蛋白酶濃度的測量。

可見分光光度計的工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   單色光的吸收定律：單色光通過透明的稀溶液時,溶液對光的吸收遵守光的吸收定律當(dāng)樣品溶液的光程固定時,溶液的吸光度 A正比于吸光成分的濃度,稱為比耳定律。當(dāng)濃度固定時, A正比于溶液的光程長度,稱為朗伯定律。若光程和濃度都固定時, A隨波長而變化。

   儀器的原理和結(jié)構(gòu)：儀器由光源、自動光門、單色器、樣品室、光門、前置放大器、電壓頻率轉(zhuǎn)換器 V FC、8031單片微機(jī)鍵盤、顯示和打印等部分組成,基本與723型可見分光光度計相同。由于對蛋白酶濃度測量的需要,增加了樣品室的溫控功能 (精度為±0.5℃)和吸液裝置。從光源發(fā)出復(fù)合光 ,經(jīng)單色器后,產(chǎn)生單色光。單色光穿過樣品室的溶液后,照射到光電管上。光電管把隨溶液濃度而變化的光信號轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電信號。電信號放大經(jīng)VFC變成頻率脈沖送8031的T0計數(shù)器。從而實(shí)現(xiàn)儀器的系統(tǒng)功能。

   單色器系統(tǒng)和波長定位：朗伯-比耳定律只適用于單色光。單色器是儀器的核心部分。它的光學(xué)系統(tǒng)由截止濾光片組、聚光鏡、反射鏡和準(zhǔn)直鏡部件組成,光線經(jīng)過入射狹縫經(jīng)反射鏡反射到準(zhǔn)直鏡 ,形成平行光 ,平行光射入色散元件光柵 ,色散后的各種波長的平行光由聚焦鏡按其波長順序成像在焦平面上 ,不同波長的光線從出射狹縫中射出。

   平面光柵衍射：當(dāng)平行入射光投射到衍射光柵上時,其上的每一條縫 (或槽)都會使光發(fā)生衍射 (單縫衍射),從而各條縫(或槽)衍射的光又會發(fā)生相互干涉。對于相同的光譜級數(shù) ,以相同的入射角T投射到光柵上的不同波長組成的混合光 (例如白光),每種波長產(chǎn)生的干涉極大位于不同的角位置。這樣,不同波長的同一級主極大或次極大都不重合 ,而是按波長的次序順序排列、形成分立的細(xì)銳譜線。這樣,只要我們轉(zhuǎn)動光柵 ,我們就能在出射狹縫上得到不同波長的單色光。