掃描型紫外分光光度計(jì)作為分析化學(xué)領(lǐng)域的重要工具,憑借其高精度、高靈敏度和多功能的特性,在生物醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、材料科學(xué)等眾多領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它通過測(cè)量物質(zhì)對(duì)紫外光和可見光的吸收特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的定性、定量分析以及結(jié)構(gòu)研究,核心原理物質(zhì)對(duì)光的吸收程度與吸光物質(zhì)的濃度和光程長(zhǎng)度成正比。其工作流程如下:
光源輻射:儀器內(nèi)置氘燈(紫外區(qū))和鎢燈(可見光區(qū)),分別發(fā)出覆蓋190-400nm和400-800nm波長(zhǎng)的連續(xù)光譜。
單色器分光:光通過入射狹縫進(jìn)入單色器(光柵或棱鏡),經(jīng)色散元件分離為單色光,通過出射狹縫后形成特定波長(zhǎng)的平行光束。
樣品吸收:?jiǎn)紊獯┻^樣品池(通常為1cm光程的石英比色皿),樣品中的吸光物質(zhì)吸收特定波長(zhǎng)的光能,未被吸收的光透過樣品。
光電轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理:檢測(cè)器(如光電倍增管或硅光電池)將透射光強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號(hào),經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后,通過連續(xù)改變波長(zhǎng),儀器可繪制出吸光度隨波長(zhǎng)變化的吸收光譜曲線。
掃描型紫外分光光度計(jì)的核心結(jié)構(gòu):精密部件協(xié)同實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量,采用氘鎢燈一體化光源,通過反射鏡切換實(shí)現(xiàn)無縫波長(zhǎng)覆蓋。
氘燈:提供190-400nm的紫外光,壽命約1000-2000小時(shí),需定期更換。
鎢燈:覆蓋400-800nm的可見光區(qū),壽命約2000-3000小時(shí)。
光柵型單色器:通過衍射光柵分光,波長(zhǎng)精度高(±0.1-0.5nm),分辨率強(qiáng),適用于復(fù)雜物質(zhì)分析。
棱鏡型單色器:基于色散原理,成本較低,但波長(zhǎng)范圍和分辨率有限,逐漸被光柵型取代。
材質(zhì):紫外區(qū)需使用石英比色皿(透光率>80%),可見光區(qū)可用玻璃比色皿。
規(guī)格:常見光程為1cm,微量分析可使用0.1cm或0.01cm光程池,以適配低濃度樣品。
光電倍增管(PMT):靈敏度高,適用于微弱光信號(hào)檢測(cè),但需高壓電源且易受磁場(chǎng)干擾。
硅光電池:響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好,常用于可見光區(qū),部分儀器采用CCD陣列檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)同時(shí)檢測(cè)。
硬件:包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等,將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。
軟件:支持波長(zhǎng)掃描、定量分析、動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)等功能,提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、導(dǎo)出及報(bào)告生成工具。