超微量分光光度计是一种用于准确测量微量样品光学特性的精密仪器,在生命科学、生物技术、制药、环境监测、食品检测等众多领域发挥着至关重要的作用,该光度计是基于朗伯 - 比尔定律(Lambert - Beer Law)进行工作的。该定律表明,当一束平行单色光通过均匀的、非散射的吸光物质溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度和液层厚度的乘积成正比,即 A=εbc,其中A为吸光度,ε为摩尔吸光系数,b为液层厚度(光程长度),c为吸光物质的浓度。
在实际测量中,超微量分光光度计使用特定波长的光照射样品,样品中的吸光物质会吸收部分光能,而未被吸收的光会到达检测器。检测器将接收到的光信号转换为电信号,经过放大和处理后,计算出样品的吸光度。通过与已知浓度的标准样品进行对比,或者利用标准曲线法,就可以确定待测样品的浓度。
为了实现超微量样品的测量,该光度计采用了特殊的样品池设计。它通常使用石英或玻璃制成的微小比色皿,或者采用表面张力技术,将样品直接滴加在测量平台上,通过控制样品液滴的大小和形状,形成较短的光程长度(通常在0.1-10mm之间),从而在小样品体积(通常只需1-2μL)下完成测量。
超微量分光光度计的结构组成:
光源系统:提供测量所需的光源,一般采用氘灯和钨灯。氘灯主要用于紫外光区的测量,钨灯则用于可见光区的测量。光源发出的光经过聚光镜聚焦后,进入单色器。
单色器:是其核心部件之一,其作用是从复合光中分离出单一波长的光。常见的单色器有棱镜单色器和光栅单色器。光栅单色器由于其高分辨率和宽波长范围等优点,在现代中应用更为广泛。经过单色器分光后的单色光照射到样品上。
样品测量平台:区别于传统分光光度计的关键部分。它通常具有特殊的表面处理和结构设计,能够准确控制样品液滴的形状和大小,形成稳定的光程长度。有些还配备了自动进样装置,可实现样品的自动测量,提高测量效率和准确性。
检测器:用于检测透过样品后的光强度,并将其转换为电信号。常用的检测器有光电倍增管和硅光电池等。光电倍增管具有高灵敏度和低噪声等优点,适用于微弱光信号的检测;硅光电池则具有响应速度快、稳定性好等特点,广泛应用于可见光区的测量。
信号处理与显示系统:对检测器输出的电信号进行放大、滤波、模数转换等处理,然后通过内置的软件进行计算和分析,将测量结果以数字、曲线或图表等形式显示在屏幕上。同时,该系统还具备数据存储、打印和传输等功能,方便用户对测量数据进行管理和分析。