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分光光度計(jì)的定義、工作原理、主要用途等詳細(xì)說(shuō)明

2010-10-28

                             分光光度計(jì)的定義、工作原理、主要用途等詳細(xì)說(shuō)明
1 、分光光度計(jì)工作原理與定義
分光光度計(jì)工作原理：人眼可見(jiàn)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(wú)線(xiàn)電波到頻率大的γ-射線(xiàn)排成一列,即組成電磁波的波譜,
分光光度計(jì)的定義：分光光度法是利用物質(zhì)所特有的吸收光譜來(lái)鑒別物質(zhì)或測(cè)定其含量的分析檢測(cè)技術(shù). 其廣泛應(yīng)用于糖,蛋白質(zhì),核酸,酶等的快速定量檢測(cè)。
2 分光光度計(jì)的基本組成結(jié)構(gòu)
分光光度計(jì)由5個(gè)基本單元組成: 光源,單色器,吸收池,檢測(cè)器和測(cè)量?jī)x表.分光光度計(jì)。下面我們將逐個(gè)詳細(xì)介紹：
光 源: 分光光度計(jì)上常用的光源有兩種:鎢絲燈或氫燈,在可見(jiàn)光區(qū),近紫外光區(qū)和近紅外光區(qū)常用鎢絲燈作為光源;在紫外光區(qū)多使用氫弧燈.
測(cè)量裝置 —般常用的紫外光和可見(jiàn)光分光光度計(jì)有3種測(cè)量裝置,即電流表,記錄器和數(shù)字示值讀數(shù)單元.現(xiàn)代的儀器常附有自動(dòng)記錄器,可自動(dòng)描出吸收曲線(xiàn). 
檢測(cè)器
棱鏡與光柵
棱 鏡: 光波通過(guò)棱鏡時(shí),不同波長(zhǎng)的光折射率不同;因而能將不同波長(zhǎng)的光分開(kāi).玻璃對(duì)紫外線(xiàn)的吸收力強(qiáng),故玻璃棱鏡多用于可見(jiàn)光分光光度計(jì).石英棱鏡可在整個(gè)紫外光區(qū)傳播光,故在紫外光分光光度計(jì)中廣為應(yīng)用.
衍射光柵: 在石英或玻璃表面上刻劃許多平行線(xiàn)(每英寸約刻15 000—30 000條).由于刻線(xiàn)處不透光,通過(guò)光的干涉和衍射使較長(zhǎng)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(jīng)過(guò)一個(gè)入射狹縫,再通過(guò)平行光鏡使成為平行光束投到棱鏡上.透過(guò)棱鏡的光再經(jīng)另一聚光鏡,在此聚光鏡的焦面內(nèi)可得一清 楚的光譜圖.如在焦線(xiàn)處放—出射狹縫,轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡使光譜移動(dòng),就可以從出射狹縫射出所需要的單色光.整個(gè)裝置稱(chēng)為"單色器"
檢測(cè)器---光電池
光電池 裝在一個(gè)特制的匣子里面由3層物質(zhì)組成的圓形或長(zhǎng)方形薄片.第一層是一種導(dǎo)電性良好的金屬,這是光電池的負(fù)極.中間極薄的一層是半導(dǎo)體硒,第3層是鐵,這 是光電池的正極.當(dāng)光電池受光照射以后,半導(dǎo)體硒的表面逸出電子,這些電子只向負(fù)極方向移動(dòng),而不向正極移動(dòng),因此在上下兩金屬片間產(chǎn)生一個(gè)電位差,線(xiàn)路 連通時(shí)即產(chǎn)生電流 
檢測(cè)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(gè)半圓柱型陰極和一個(gè)絲陽(yáng)極組成.陰極的凹畫(huà)上有一層光電發(fā)射材料,此種物質(zhì)經(jīng)光照射可發(fā)射電子.當(dāng)在兩極間加有電位 時(shí),發(fā)射出來(lái)的電子就流向絲陽(yáng)極而產(chǎn)生光電流.對(duì)于相同的輻射強(qiáng)度,它所產(chǎn)生的電流約為光電池所產(chǎn)生電流的1/4.由于光電管具有很高的電阻,所以產(chǎn)生的 電流容易放大 .
檢測(cè)器---光電倍增管 
光電倍增管 它比普通的光電管優(yōu)越,它可將第一次發(fā)射出的電子數(shù)目放大到數(shù)百萬(wàn)倍 .當(dāng)電子打在兼性陽(yáng)極上時(shí),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(gè)兼性陽(yáng)極所吸引,同樣再產(chǎn)生更多的電子.
此過(guò)程重復(fù)9次后,每個(gè)光子可形成106~107個(gè)電子.這些電子后被收集在陽(yáng)極上.所得到的倍增電流可進(jìn)一步加以放大和測(cè)量.
單色器:把混合光波分解為單—波長(zhǎng)光的裝置.在分光光度計(jì)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(lái)盛被測(cè)的溶液.在低于350 nm的紫外光區(qū)工作時(shí),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(zhì)料,厚度應(yīng)完全相同,以免產(chǎn)生誤差.比色皿上的指紋,油污或壁上的沉積物都會(huì)顯著地影響其透光性,因此在使用前務(wù)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(jì)的光譜范圍
包括波長(zhǎng)范圍為400~760 nm的可見(jiàn)光區(qū)和波長(zhǎng)范圍為200～400 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400～760nm波長(zhǎng)的光譜,光通過(guò)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(jiàn)光分光光度計(jì)的光源.
氫燈的發(fā)射光譜:氫燈能發(fā)出185～400 nm波長(zhǎng)的光譜,可作為紫外光光度計(jì)的光源.