可見(jiàn)分光光度計的波長(cháng)定位原理與實(shí)現

    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(guò)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、農業(yè)、醫療衛生、環(huán)境監控、化學(xué)分析等部門(mén)得到了廣泛的應用。我國早在七、八十年代就開(kāi)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(wàn)臺長(cháng)期生產(chǎn)和應用 ,成熟度已經(jīng)很高。使用現代的電子技術(shù)和單片微機對這些產(chǎn)品進(jìn)行二次開(kāi)發(fā) ,可以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和上市時(shí)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(jiàn)分光光度計基礎上進(jìn)行了儀器的二次開(kāi)發(fā) ,應用在對蛋白酶濃度的測量。

可見(jiàn)分光光度計的工作原理和系統結構

   單色光的吸收定律：?jiǎn)紊馔ㄟ^(guò)透明的稀溶液時(shí),溶液對光的吸收遵守光的吸收定律當樣品溶液的光程固定時(shí),溶液的吸光度 A正比于吸光成分的濃度,稱(chēng)為比耳定律。當濃度固定時(shí), A正比于溶液的光程長(cháng)度,稱(chēng)為朗伯定律。若光程和濃度都固定時(shí), A隨波長(cháng)而變化。

   儀器的原理和結構：儀器由光源、自動(dòng)光門(mén)、單色器、樣品室、光門(mén)、前置放大器、電壓頻率轉換器 V FC、8031單片微機鍵盤(pán)、顯示和打印等部分組成,基本與723型可見(jiàn)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)出復合光 ,經(jīng)單色器后,產(chǎn)生單色光。單色光穿過(guò)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換成與之對應的電信號。電信號放大經(jīng)VFC變成頻率脈沖送8031的T0計數器。從而實(shí)現儀器的系統功能。

   單色器系統和波長(cháng)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)系統由截止濾光片組、聚光鏡、反射鏡和準直鏡部件組成,光線(xiàn)經(jīng)過(guò)入射狹縫經(jīng)反射鏡反射到準直鏡 ,形成平行光 ,平行光射入色散元件光柵 ,色散后的各種波長(cháng)的平行光由聚焦鏡按其波長(cháng)順序成像在焦平面上 ,不同波長(cháng)的光線(xiàn)從出射狹縫中射出。

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