熒光分光光度計與紫外分光光度計屬一類產(chǎn)品,結(jié)構(gòu)均由激發(fā)光源、單色器、樣品室、光電倍 增管和讀出(記錄)裝置所組成。
但是它們光源是不同的,熒光分光光度計多采用高壓汞燈、氙燈和?激光光源。
同時,熒光測量多采用激發(fā)光和發(fā)射光成直角的光路,儀器組件的布置有所不同。
(1)激發(fā)光源:要比吸收法中光源強度大。
汞燈:發(fā)射強度大、穩(wěn)定,不需復(fù)雜電源,但譜線不連續(xù),數(shù)目少,主要用于濾片熒光計。
碘鎢燈:提供連續(xù)光譜300~700mn。
氙燈:發(fā)出射線的強度大,譜線連續(xù),分布于200~700 nm光域內(nèi);
且在300~400nm 波段內(nèi)射線強度幾乎相等,但該燈的電源功率要求大,且電源穩(wěn)定,因此電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
激光:發(fā)光強度大,能極大地提高熒光分析的靈敏度。
(2)樣品池:
通常由石英池(液體樣品用)或固體樣品架(粉末或片狀樣品)組成。
測量液體時,光源與檢測器成直角安排;
測量固體時,光源與檢測器成銳角安排。
低溫?zé)晒鉁y定時在一樣品池外套一個液氮的透明石英真空瓶。
(3)單色器:
熒光分光計通常具有兩個濾光片:第一濾光片在光源與樣品池之間,濾去不需要的光,讓需要的激發(fā)光通過。
第二濾光片在樣品池與檢測器之間,濾去溶劑散射 光、容器表面散射光、雜質(zhì)發(fā)出的光等,讓待測物質(zhì)發(fā)射的熒光通過。
熒光分光光度計通常具有兩個光柵,位置同濾光片,單色性好。
(4)檢測器:
因熒光通常較弱,采用光電倍增管作檢測器,靈敏度高。
選擇光電倍增管要考慮:響應(yīng)波長、靈敏度和嗓聲水平。
藍(lán)敏管對蛋白質(zhì)、核酸的測量適用,而紅敏管則適用于熒光染料檢測。
(5)顯示系統(tǒng):光度表、計算機操作系統(tǒng)等。
微量分光光度計能夠快速準(zhǔn)確的定量檢測核酸、蛋白質(zhì)等溶液。具有使用方便、消耗樣品少(僅2μl)、不用預(yù)熱、能迅速清理殘留樣品、不需要比色皿或其它樣品定位裝置、樣品不需要稀釋等特點,常用于核酸,蛋白定量以及細(xì)菌生長濃度的定量,目前已成為眾多實驗室的常規(guī)儀器。
工作原理
超微量分光光度計進(jìn)行濃度測定的原理是根據(jù)朗伯-比爾(Lamber-Beer)定律,A=K·C·L 式中,A為吸光度;K為吸(消)光系數(shù);C為溶液的濃度;L為液層厚度。此公式說明:在入射光一定時,溶液的吸光度與溶液的濃度及液層厚度成正比。此式就是光的吸收定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,又叫朗伯-比爾定律。
核酸定量
核酸的定量是超微量分光光度計使用頻率最大的功能??梢远繙y定溶于緩沖液的寡核苷酸,單鏈、雙鏈DNA以及RNA含量。這是由于核酸、核苷酸及其衍生物都具有共軛雙鍵,具有紫外吸收的特性,最大的吸收波長在260nm,吸收波谷在230nm。
除了核酸濃度,分光光度計同時顯示幾個非常重要的比值表示樣品的純度,如A260/A280的比值,用于評估樣品的純度,因為蛋白的吸收峰是280nm。純凈的樣品,比值大于1.8(DNA)或者2.0(RNA)。如果比值低于1.8 或者2.0,表示存在蛋白質(zhì)或者酚類物質(zhì)的影響。A230表示樣品中存在一些污染物,如碳水化合物,多肽,苯酚等,較純凈的核酸A260/A230的比值大于2.0。
蛋白質(zhì)直接定量
這種方法是在280nm波長,直接測試蛋白。蛋白質(zhì)直接定量方法,適合測試較純凈、成分相對單一的蛋白質(zhì)。紫外直接定量法相對于比色法來說,速度快,操作簡單;但是容易受到平行物質(zhì)的干擾,如DNA的干擾;另外敏感度低,要求蛋白的濃度較高。
比色法蛋白質(zhì)定量
蛋白質(zhì)通常是多種蛋白質(zhì)的化合物,比色法測定的基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)構(gòu)成成分:氨基酸(如酪氨酸,絲氨酸)與外加的顯色基團(tuán)或者染料反應(yīng),產(chǎn)生有色物質(zhì)。有色物質(zhì)的濃度與蛋白質(zhì)反應(yīng)的氨基酸數(shù)目直接相關(guān),從而反應(yīng)蛋白質(zhì)濃度。
比色方法一般有BCA,Bradford,Lowry 等幾種方法。
與傳統(tǒng)分光光度計相比,超微量分光光度計要求的樣品體積小,不需要比色皿,比色杯清洗方便,只需用干凈的吸水紙將樣品從檢測平臺上擦拭干凈即可。除此之外,實驗過程也更為簡單,不需預(yù)熱,可隨時檢測,檢測結(jié)果顯示吸光度值的同時,程序直接給出濃度值。超微量分光光度計與傳統(tǒng)相比,體積更小,更方便使用。
3.紅外分光光度計基本原理及用途
紅外分光光度計由光源發(fā)出的光,被分為能量均等對稱的兩束,一束為樣品光通過樣品,另一束為參考光作為基準(zhǔn)。這兩束光通過樣品室進(jìn)入光度計后,被扇形鏡以一定的頻率所調(diào)制,形成交變信號。
紅外分光光度計基本原理:
分子的紫外可見吸收光譜是由于分子中的某些基團(tuán)吸收了紫外可見輻射光后,發(fā)生了電子能級躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜。它是帶狀光譜,反映了分子中某些基團(tuán)的信息??梢杂脴?biāo)準(zhǔn)光圖譜再結(jié)合其它手段進(jìn)行定性分析。
根據(jù)Lambert-Beer定律:
A=εbc,(A為吸光度,ε為摩爾吸光系數(shù),為液池厚度,c為溶液濃度)可以對溶液進(jìn)行定量分析。
由光源發(fā)出的光,被分為能量均等對稱的兩束,一束為樣品光通過樣品,另一束為參考光作為基準(zhǔn)。這兩束光通過樣品室進(jìn)入光度計后,被扇形鏡以一定的頻率所調(diào)制,形成交變信號,然后兩束光和為一束,并交替通過入射狹縫進(jìn)入單色器中,經(jīng)離軸拋物鏡將光束平行地投射在光柵上,色散并通過出射狹縫之后,被濾光片濾除高級次光譜,再經(jīng)橢球鏡聚焦在探測器的接收面上。探測器將上述交變的信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號,經(jīng)放大器進(jìn)行電壓放大后,轉(zhuǎn)入A/D轉(zhuǎn)換單位,計算機處理后得到從高波數(shù)到低波數(shù)的紅外吸收光譜圖。
特點和主要用途:
一般的紅外光譜是指2.5-50微米(對應(yīng)波數(shù)4000--200厘米-1)之間的中紅外光譜,這是研究研究有機化合物常用的光譜區(qū)域。紅外光譜法的特點是:快速、樣品量少(幾微克-幾毫克),特征性強(各種物質(zhì)有其特定的紅外光譜圖)、能分析各種狀態(tài)(氣、液、固)的試樣以及不破壞樣品。紅外光譜儀是化學(xué)、物理、地質(zhì)、生物、醫(yī)學(xué)、紡織、環(huán)保及材料科學(xué)等的重要研究工具和測試手段,而遠(yuǎn)紅光譜更是研究金屬配位化合物的重要手段。
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