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分光光度計的定義、工作原理、主要用途等詳細說明

2010-10-28

                           分光光度計的定義、工作原理、主要用途等詳細說明
1 、分光光度計工作原理與定義
分光光度計工作原理：人眼可見的光只占電磁波譜的很小—部分(400~760nm)
它是一種頻率較大的電磁波.電磁波按頻率大小,從頻率小的無線電波到頻率大的γ-射線排成一列,即組成電磁波的波譜,
分光光度計的定義：分光光度法是利用物質所特有的吸收光譜來鑒別物質或測定其含量的分析檢測技術. 其廣泛應用于糖,蛋白質,核酸,酶等的快速定量檢測。
2 分光光度計的基本組成結構
分光光度計由5個基本單元組成: 光源,單色器,吸收池,檢測器和測量儀表.分光光度計。下面我們將逐個詳細介紹：
光源: 分光光度計上常用的光源有兩種:鎢絲燈或氫燈,在可見光區,近紫外光區和近紅外光區常用鎢絲燈作為光源;在紫外光區多使用氫弧燈.
測量裝置 —般常用的紫外光和可見光分光光度計有3種測量裝置,即電流表,記錄器和數字示值讀數單元.現代的儀器常附有自動記錄器,可自動描出吸收曲線.
檢測器
棱鏡與光柵
棱鏡: 光波通過棱鏡時,不同波長的光折射率不同;因而能將不同波長的光分開.玻璃對紫外線的吸收力強,故玻璃棱鏡多用于可見光分光光度計.石英棱鏡可在整個紫外光區傳播光,故在紫外光分光光度計中廣為應用.
衍射光柵: 在石英或玻璃表面上刻劃許多平行線(每英寸約刻15 000—30 000條).由于刻線處不透光,通過光的干涉和衍射使較長的光波偏折角度大,較短的光波偏折角度小,因而形成光譜.
棱鏡單色器裝置示意圖
光源照到棱鏡(或光柵)以前,先要經過一個入射狹縫,再通過平行光鏡使成為平行光束投到棱鏡上.透過棱鏡的光再經另一聚光鏡,在此聚光鏡的焦面內可得一清楚的光譜圖.如在焦線處放—出射狹縫,轉動棱鏡使光譜移動,就可以從出射狹縫射出所需要的單色光.整個裝置稱為"單色器"
檢測器---光電池
光電池裝在一個特制的匣子里面由3層物質組成的圓形或長方形薄片.第一層是一種導電性良好的金屬,這是光電池的負極.中間極薄的一層是半導體硒,第3層是鐵,這是光電池的正極.當光電池受光照射以后,半導體硒的表面逸出電子,這些電子只向負極方向移動,而不向正極移動,因此在上下兩金屬片間產生一個電位差,線路連通時即產生電流
檢測器---光電管
光電管光電管是由封裝在真空透明封套里的一個半圓柱型陰極和一個絲陽極組成.陰極的凹畫上有一層光電發射材料,此種物質經光照射可發射電子.當在兩極間加有電位時,發射出來的電子就流向絲陽極而產生光電流.對于相同的輻射強度,它所產生的電流約為光電池所產生電流的1/4.由于光電管具有很高的電阻,所以產生的電流容易放大 .
檢測器---光電倍增管
光電倍增管它比普通的光電管優越,它可將第一次發射出的電子數目放大到數百萬倍 .當電子打在兼性陽極上時,能引起更多的電子自表面射出.這些射出的電子又被第二個兼性陽極所吸引,同樣再產生更多的電子.
此過程重復9次后,每個光子可形成106~107個電子.這些電子后被收集在陽極上.所得到的倍增電流可進一步加以放大和測量.
單色器:把混合光波分解為單—波長光的裝置.在分光光度計中多用作為色散元件.
吸收池比色杯,比色皿,比色池)一般由玻璃,石英或熔凝石英制成,用來盛被測的溶液.在低于350 nm的紫外光區工作時,必須采用石英池或熔凝石英池.
吸收池(比色皿)必須與光束方向垂直.此外,每套比色皿的質料,厚度應完全相同,以免產生誤差.比色皿上的指紋,油污或壁上的沉積物都會顯著地影響其透光性,因此在使用前務必徹底清洗.
常用光電池,光電管和光電倍增管三種.
3、分光光度計的光譜范圍
包括波長范圍為400~760 nm的可見光區和波長范圍為200～400 nm的紫外光區.不同的光源都有其特有的發射光譜,因此可采用不同的發光體作為儀器的光源.
鎢燈的發射光譜:鎢燈光源所發出的400～760nm波長的光譜,光通過三棱鏡折射后,可得到由紅,橙,黃,綠,藍,靛,紫組成的連續色譜;該色譜可作為可見光分光光度計的光源.
氫燈的發射光譜:氫燈能發出185～400 nm波長的光譜,可作為紫外光光度計的光源.