分光光度計(jì),又稱光譜儀(spectrometer),是將成分復(fù)雜的光,分解為光譜線的科學(xué)儀器。測量范圍一般包括波長范圍為380~780 nm的可見光區(qū)和波長范圍為200~380 nm的紫外光區(qū)。不同的光源都有其特有的發(fā)射光譜,因此可采用不同的發(fā)光體作為儀器的光源。鎢燈的發(fā)射光譜:鎢燈光源所發(fā)出的380~780nm波長的光譜光通過三棱鏡折射后,可得到由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫組成的連續(xù)色譜;該色譜可作為可見光分光光度計(jì)的光源。
光度定義
分光光度法是在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸收度,對該物質(zhì)進(jìn)行定性或定量分析。常用的波長范圍為:(1)200~380nm的紫外光區(qū),(2)380~780nm的可見光區(qū),(3)2.5~25μm(按波數(shù)計(jì)為4000cm<-1>~400cm<-1>)的紅外光區(qū)。所用儀器為紫外分光光度計(jì)、可見光分光光度計(jì)(或比色計(jì))、紅外分光光度計(jì)或原子吸收分光光度計(jì)。為保證測量的精密度和準(zhǔn)確度,所有儀器應(yīng)按照國家計(jì)量檢定規(guī)程或本附錄規(guī)定,定期進(jìn)行校正檢定。
儀器組成
分光光度計(jì)已經(jīng)成為現(xiàn)代分子生物實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器。常用于核酸,蛋白定量以及細(xì)菌生長濃度的定量。
儀器主要由光源、單色器、樣品室、檢測器、信號處理器和顯示與存儲系統(tǒng)組成。
原理
分光光度計(jì)采用一個(gè)可以產(chǎn)生多個(gè)波長的光源,通過系列分光裝置,從而產(chǎn)生特定波長的光源,光線透過測試的樣品后,部分光線被吸收,計(jì)算樣品的吸光值,從而轉(zhuǎn)化成樣品的濃度。樣品的吸光值與樣品的濃度成正比。
單色光輻射穿過被測物質(zhì)溶液時(shí),被該物質(zhì)吸收的量與該物質(zhì)的濃度和液層的厚度(光路長度)成正比,其關(guān)系如下式:
A=-lg(I/I。)=-lgT=kLc
式中 :A 為吸光度;
I。為入射的單色光強(qiáng)度;
I 為透射的單色光強(qiáng)度;
T 為物質(zhì)的透射率;
k 為摩爾吸收系數(shù);
L 為被分析物質(zhì)的光程,即比色皿的邊長;
c 為物質(zhì)的濃度;
物質(zhì)對光的選擇性吸收波長,以及相應(yīng)的吸收系數(shù)是該物質(zhì)的物理常數(shù)。當(dāng)已知某純物質(zhì)在一定條件下的吸收系數(shù)后可用同樣條件將該供試品配成溶液,測定其吸收度,即可由上式計(jì)算出供試品中該物質(zhì)的含量。在可見光區(qū),除某些物質(zhì)對光有吸收外,很多物質(zhì)本身并沒有吸收但可在一定條件下加入顯色試劑或經(jīng)過處理使其顯色后再測定,故又稱比色分析。由于顯色時(shí)影響呈色深淺的因素較多,且常使用單色光純度較差的儀器,故測定時(shí)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)品或?qū)φ掌吠瑫r(shí)操作。
1、參比溶液和溶劑的選擇 分光光度計(jì)的測量實(shí)際上是以通過參比池的光強(qiáng)度作為人射光強(qiáng)度來測定試樣的吸光度,先調(diào)節(jié)儀器使透過參比池溶液的吸光度為零,然后讓同一束光通過樣品,使得吸光度比較真實(shí)地反映待測物質(zhì)的濃度,所以參比溶液的選擇非常重要?! ∪绻麅H有待測物質(zhì)與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收,可用純?nèi)軇┗蛘麴s水作參比溶液。如果顯色劑有顏色,并在測定波長下有吸收,則用顯色劑溶液作參比溶液,所加人顯色劑及其它試劑的量,與試樣中的加入量應(yīng)一致?! ∪绻麡悠分衅渌M分本身的顏色對測定有干擾,而所用顯色劑沒顏色,則用不加顯色劑的樣品溶液作參比液?! ≌_選擇合適的溶劑,對提高分析的準(zhǔn)確度起重要作用。為減小溶劑中雜質(zhì)的影響,應(yīng)選擇高純度的溶劑;溶劑應(yīng)不與待測物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng);待測物在溶劑中要有一定的溶解度;在測定的波長范圍內(nèi),溶劑本身沒有吸收,注意常用溶劑的最短可用波長;當(dāng)用揮發(fā)性大的溶劑時(shí),測量過程中吸收池應(yīng)加蓋?! ?、測試波長的選擇 當(dāng)用分光光度計(jì)對溶液進(jìn)行測定時(shí),首先需要選擇合適的測量波長。選擇的依據(jù)是該被測溶液的吸收曲線。在一般情況下,我們總是選擇最大吸收波長作為測量波長,這樣可以提高靈敏度,而在有些情況下最大吸收峰很尖銳、吸收過大或附近有干擾存在,就不能選最大吸收波長,而必須在保證有一定靈敏度的情況下,選擇吸收曲線中的其它波長進(jìn)行測定(曲線較平坦處對應(yīng)的波長),以消除干擾。繪制吸收曲線是正確選擇波長的有效手段和方法。
故障一:數(shù)顯不穩(wěn)
原因:①環(huán)境振動(dòng)過大、光源附近空氣流速大、外界強(qiáng)光照射等。應(yīng)改善工作環(huán)境。
②預(yù)熱時(shí)間不夠。應(yīng)延長預(yù)熱時(shí)間至30分鐘左右。
③光電管內(nèi)的干燥劑失效,使微電流放大器受潮。應(yīng)烘烤電路,并更換或烘烤干燥劑。
故障二:儀器不能調(diào)零
原因:①透過率“100%”旋到底了。應(yīng)重新調(diào)整“100%”旋鈕。
?、趦x器嚴(yán)重受潮。應(yīng)打開光電管暗盒,用電吹風(fēng)吹上一會兒使其干燥,并更換干燥劑。
故障三:儀器不能調(diào)“100%”
原因:①光能量不夠。應(yīng)增加靈敏度倍率檔位,或更換光源燈(盡管燈還亮)②光電轉(zhuǎn)換部分老化。應(yīng)更換部件。③比色皿架未落位。應(yīng)調(diào)整比色皿架使其落位。
以上是分光光度計(jì)的常見故障及處理方法,希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>