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紫外可见分光光度计

发布时间:2017-06-09

一、紫外可见分光光度计的基本结构

紫外可见分光光度计的基本结构由光源、单色器、样品池、检测器和放大显示系统等五部分组成。

光源是提供入射光的装置,包括热辐射灯(钨灯、卤钨灯等),气体放电灯(氢灯、氘灯及氙灯等),金属弧灯(各种汞灯)等多种。

单色器是将来自光源的复合光分解为单色光并分离出所需波段光束的装置,其性能直接影响射出光的纯度,从而影响测定的灵敏度、选择性及校正曲线的线性范围。吸收池是用来盛放被测溶液的器件,同时也决定着透光液层厚度,可用塑料、玻璃、石英或熔凝石英制成。

检测器是把光信号转换为电信号的装置,常用的有光电管、光电倍增管、光电二极管阵列、光电池、电荷耦合器等。

信号显示系统是把放大的信号以适当的方式显示或记录下来的装置。常用的有直读检流计、电位调节指零装置、自动记录和数字显示装置等。

二、紫外可见分光光度计的分类和各类仪器特点

按其光学系统可分为单波长分光光度计(包括单光束和双光束)和双波长分光光度计。

1. 单波长单光束分光光度计是一类结构简单,使用、维护比较方便,应用广泛的分光光度计。其设计原理和结构具有以下特点:①单光束光路,从光源到试样至接收器只有一个光通道,使用中依次对参考样品和待测试样进行测定,然后将二次测定数据进行比较、计算,获得最终结果;②仪器只有一个色散元件,工作波长范围较窄;③通常采用直接接收放大显示的简单电子系统,用电表或数字显示;④结构简单、附件少、功能范围小,不能做特殊试样如浑浊样品、不透明样品等的测定。

2.单光束分光光度计检测的准确性不够稳定,不能用于精密分析。双光束分光光度计的光路设计在其出射狭缝和样品吸收池之间增加了一个光束分裂器或斩波器,作用是以一定的频率将一个光束交替分成两路,使一路经过参比溶液,另一路经过样品溶液,然后由一个检测器交替接收或由两个匹配器分别接收两路信号。这是目前国内外使用最多,性能较为完善的一类分光光度计。原理和结构特点:①从光源到检测器有试样光路和参考光路两条通路,可同时对检测样品和参考样品进行测定,直接获得检测数据,还可自动补偿检测时因条件的随机变化(如温度变化、电源电压波动、放大器增益变化、仪器扫描、记录系统的间隙变化等)或样品中非测定组分的干扰所引起的影响,比单光束分光光度计使用更方便、准确;②一般采用两个光栅或棱镜加光栅的双单色器,能有效地提高分辨率和降低杂散光;③可以自动进行波长扫描、自动记录光谱曲线,也可以外接计算机,实现自动化运行;④可装备各种附件,光、电、机紧密结合,功能范围宽。

3.双波长分光光度计能较好的解决由于非特征吸收信号(如试样的浑浊、吸收池与空气界面以及吸收池与溶液界面的折射差别等)影响而带来的误差。其基本原理是从同一光源发出的光分为两束,分别经两个单色器分光后得到两束不同波长(λ1,λ2)的单色光,经斩光器使两束光以一定频率交替照射同一样品,然后经过检测器显示出两个波长下的吸光度差值(ΔA=Aλ1-Aλ2)。

只要λ1、λ2选择适当(被测物在一个波长上有最大吸收峰,在另一个波长上没有吸收或很少吸收;而非被测物在两个波长上的吸收是相同的),ΔA就是消除了非特征性吸收干扰(即扣除了背景吸收)的吸光度值。这样即可自动扣除背景的影响。双波长分光光度计不用参比溶液,只用一个待测溶液,大大提高了检测的准确度。