分光光度計(jì)是產(chǎn)生和利用單色光照射樣品,并測(cè)量單色光透過(guò)透明樣品前、后的入射光及透射光能量的儀器。世界上的分析工作量有20%～30%是用分光光度計(jì)完成的。其在質(zhì)控、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)控、化學(xué)分析等部門得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)早在七、八十年代就開(kāi)發(fā)出了第三代分光光度計(jì)。這些產(chǎn)品經(jīng)十余年、十余萬(wàn)臺(tái)長(zhǎng)期生產(chǎn)和應(yīng)用 ,成熟度已經(jīng)很高。使用現(xiàn)代的電子技術(shù)和單片微機(jī)對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行二次開(kāi)發(fā) ,可以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和上市時(shí)間。作者是在上海光譜科學(xué)儀器公司生產(chǎn)的SP-723型可見(jiàn)分光光度計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行了儀器的二次開(kāi)發(fā) ,應(yīng)用在對(duì)蛋白酶濃度的測(cè)量。

可見(jiàn)分光光度計(jì)的工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   單色光的吸收定律：?jiǎn)紊馔ㄟ^(guò)透明的稀溶液時(shí),溶液對(duì)光的吸收遵守光的吸收定律當(dāng)樣品溶液的光程固定時(shí),溶液的吸光度 A正比于吸光成分的濃度,稱為比耳定律。當(dāng)濃度固定時(shí), A正比于溶液的光程長(zhǎng)度,稱為朗伯定律。若光程和濃度都固定時(shí), A隨波長(zhǎng)而變化。

   儀器的原理和結(jié)構(gòu)：儀器由光源、自動(dòng)光門、單色器、樣品室、光門、前置放大器、電壓頻率轉(zhuǎn)換器 V FC、8031單片微機(jī)鍵盤、顯示和打印等部分組成,基本與723型可見(jiàn)分光光度計(jì)相同。由于對(duì)蛋白酶濃度測(cè)量的需要,增加了樣品室的溫控功能 (精度為±0.5℃)和吸液裝置。從光源發(fā)出復(fù)合光 ,經(jīng)單色器后,產(chǎn)生單色光。單色光穿過(guò)樣品室的溶液后,照射到光電管上。光電管把隨溶液濃度而變化的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。電信號(hào)放大經(jīng)VFC變成頻率脈沖送8031的T0計(jì)數(shù)器。從而實(shí)現(xiàn)儀器的系統(tǒng)功能。

   單色器系統(tǒng)和波長(zhǎng)定位：朗伯-比耳定律只適用于單色光。單色器是儀器的核心部分。它的光學(xué)系統(tǒng)由截止濾光片組、聚光鏡、反射鏡和準(zhǔn)直鏡部件組成,光線經(jīng)過(guò)入射狹縫經(jīng)反射鏡反射到準(zhǔn)直鏡 ,形成平行光 ,平行光射入色散元件光柵 ,色散后的各種波長(zhǎng)的平行光由聚焦鏡按其波長(zhǎng)順序成像在焦平面上 ,不同波長(zhǎng)的光線從出射狹縫中射出。

   平面光柵衍射：當(dāng)平行入射光投射到衍射光柵上時(shí),其上的每一條縫 (或槽)都會(huì)使光發(fā)生衍射 (單縫衍射),從而各條縫(或槽)衍射的光又會(huì)發(fā)生相互干涉。對(duì)于相同的光譜級(jí)數(shù) ,以相同的入射角T投射到光柵上的不同波長(zhǎng)組成的混合光 (例如白光),每種波長(zhǎng)產(chǎn)生的干涉極大位于不同的角位置。這樣,不同波長(zhǎng)的同一級(jí)主極大或次極大都不重合 ,而是按波長(zhǎng)的次序順序排列、形成分立的細(xì)銳譜線。這樣,只要我們轉(zhuǎn)動(dòng)光柵 ,我們就能在出射狹縫上得到不同波長(zhǎng)的單色光。