分光光度計(jì)計(jì)采用一個(gè)可以產(chǎn)生多個(gè)波長(zhǎng)的光源,通過系列分光裝置,從而產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光源,光源透過測(cè)試的樣品后,部分光源被吸收,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。
分光光度計(jì)的基本工作原理
分光光度計(jì)的基本工作原理是基于物質(zhì)對(duì)光(對(duì)光的波長(zhǎng))的吸收具有選擇性,不同的物質(zhì)都有各自的吸收光帶,所以,當(dāng)光色散后的光譜通過某一溶液時(shí),其中某些波長(zhǎng)的光線就會(huì)被溶液吸收。在一定的波長(zhǎng)下,溶液中物質(zhì)的濃度與光能量減弱的程度有一定的比例關(guān)系,即符合比爾定律。
T=I/Iolg(Io/I)=εcb
式中,T為透過率,Io為入射光強(qiáng)度,I為透射光強(qiáng)度,A為消光值(吸光度),ε為吸收系數(shù),b為溶液的光徑長(zhǎng)度,c為溶液的濃度。從以上公式可以看出,當(dāng)入射光、吸收系數(shù)和溶液厚度一定時(shí),透光率是根據(jù)溶液的濃度而變化的。
在使用分光光度計(jì)時(shí),我們必須要注意一些使用后的維護(hù),保養(yǎng),和一些基本使用注意事項(xiàng),才能達(dá)到更好的使用效果。
分光光度計(jì)的使用維護(hù):
1、使用的吸收池必須潔凈,并注意配對(duì)使用。量瓶、移液吸管均應(yīng)校正、洗凈后使用。
2、取吸收池時(shí),手指應(yīng)拿毛玻璃面的兩側(cè),裝盛樣品以池體的4/5為度,使用揮發(fā)性溶液時(shí)應(yīng)加蓋,透光面要用擦鏡紙由上而下擦拭干凈,檢視應(yīng)無(wú)溶劑殘留。吸收池放入樣品室時(shí)應(yīng)注意方向相同。用后用溶劑或水沖洗干凈,晾干防塵保存。
3、供試品溶液濃度除各該品種已有注明外,其吸收度以在0.3~0.7之間為宜。
4、測(cè)定時(shí)除另有規(guī)定外,應(yīng)以配制供試品溶液的同批溶劑為空白對(duì)照,采用1cm石英吸收池,在規(guī)定的吸收峰±2nm以內(nèi),測(cè)幾個(gè)點(diǎn)的吸收度或由儀器在規(guī)定的波長(zhǎng)附近自動(dòng)掃描測(cè)定,以核對(duì)供試品的吸收峰位置是否正確,并以吸收度最大的波長(zhǎng)作為測(cè)定波長(zhǎng),除另有規(guī)定外吸收度最大波長(zhǎng)應(yīng)在該品種項(xiàng)下規(guī)定的測(cè)定波長(zhǎng)±2nm以內(nèi)。
5、供試品應(yīng)取2份,如為對(duì)照品比較法,對(duì)照品一般也應(yīng)取2份。平行操作,每份結(jié)果對(duì)平均值的偏差應(yīng)在±0.5%以內(nèi)。
6、選用儀器的狹縫寬度應(yīng)小于供試品吸收帶的半寬度,否則測(cè)得的吸收度值會(huì)偏低,狹縫寬度的選擇應(yīng)以減少狹縫寬度時(shí)供試品的吸收度不再增加為準(zhǔn),對(duì)于大部分被測(cè)品種,可以使用2nm縫寬。
7、單色器是儀器的核心部分,裝在密封盒內(nèi)不能拆開,為防止色散元件受潮發(fā)霉,必須經(jīng)常更換單色器盒干燥劑。
8、光電轉(zhuǎn)換元件不能長(zhǎng)時(shí)間曝光,應(yīng)避免強(qiáng)光照射或受潮積塵。
由于分光光度計(jì)是一種常用的實(shí)驗(yàn)室分析儀器,款式和價(jià)格都是多樣化的,因此如何選擇一款合適的分光光度計(jì)就顯得尤為重要了。盡管分光光度計(jì)種類繁多,但不外乎:簡(jiǎn)易型、中檔型和高檔型三大類。
一、簡(jiǎn)易型儀器及其特點(diǎn):
結(jié)構(gòu):這種類型的儀器多為單光束型,即只有一束光照射到樣品室內(nèi);光源一般僅有鎢燈;樣品支架一般為推拉式四聯(lián)池架;波長(zhǎng)選擇多為手動(dòng)查找,重復(fù)性差;狹縫為一個(gè)固定寬度模式;光學(xué)性能指標(biāo)較低;檢測(cè)器多為光敏二極管;顯示器多為機(jī)械表頭或數(shù)碼管顯示器,數(shù)據(jù)處理器一般沒有。此類儀器生產(chǎn)以國(guó)內(nèi)廠家居多。
測(cè)量模式:多為定點(diǎn)(固定波長(zhǎng))吸光度或透過率測(cè)量方式,基本不能進(jìn)行波長(zhǎng)掃描測(cè)量。
適應(yīng)范圍:小型實(shí)驗(yàn)室及示范教學(xué),分析樣品相對(duì)簡(jiǎn)單,測(cè)試結(jié)果精度要求不高。
二、中檔型儀器及其特點(diǎn):
結(jié)構(gòu):此類儀器多為雙光束型或準(zhǔn)雙光束型,但也有單光束儀器型;光源有鎢燈和氘燈;樣品池支架為兩個(gè)固定式,分別是樣品通道和參比通道;波長(zhǎng)按照設(shè)定模式自動(dòng)查找或掃描;狹縫多數(shù)仍為2nm固定寬度模式,也有1.5nm狹縫寬度的;檢測(cè)器多數(shù)是硅光二極管,但也有少數(shù)用光電倍增管的;光學(xué)性能相對(duì)較高,其中光柵的技術(shù)指標(biāo)尤為重要,較好的光柵為凹面型,為此無(wú)論在分辨率還是在雜散光方面指標(biāo)要優(yōu)于簡(jiǎn)易型儀器;顯示器為液晶式或連接電腦,數(shù)據(jù)處理可由儀器自身具有的或外接計(jì)算機(jī)處理。并有一定的測(cè)量附件。
測(cè)量模式:透過率、吸光度、濃度直讀、單光束;單點(diǎn)及掃描均可。
適應(yīng)范圍:此類儀器基本可滿足大多實(shí)驗(yàn)室分析需要。
三、高檔型儀器及特點(diǎn):
除了中檔儀器的特點(diǎn)外,主要是光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造工藝水平更高了,比如使用了大尺寸的凹面光柵,并且光柵刻槽數(shù)大于1800條/mm;波長(zhǎng)檢測(cè)范圍有的儀器在近紅外區(qū)已經(jīng)超過1100nm,可達(dá)到2600nm;狹縫均為連續(xù)可調(diào)型,以適應(yīng)高分辨率的需要,波長(zhǎng)掃描速度的檔位也增加了,檢測(cè)器均使用高靈敏度的光電倍增管和紅外檢測(cè)器;數(shù)據(jù)處理目前基本是電腦來執(zhí)行;衡量一臺(tái)儀器的另外一個(gè)指標(biāo)是看此儀器是否具有豐富的附屬測(cè)量器件,如偏振附件、積分球附件、反射附件、自動(dòng)進(jìn)樣器附件、色度分析軟件、薄膜附件等等。
測(cè)量模式:透過率、吸光度、濃度直讀、反射方式、能量方式,單點(diǎn)、掃描均可;
適應(yīng)范圍:科研、光學(xué)產(chǎn)品的檢測(cè)、生化樣品檢測(cè)、復(fù)雜樣品檢測(cè)等。不但可以測(cè)液態(tài)樣品,也可測(cè)固態(tài)樣品。