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可见分光光度计的波长定位原理与实现(二)

[导读]文章介绍了723型可见分光光度计的整机结构、工作原理和单色光的光学系统,重点分析了单色的产生机制以及波长定位和驱动。

    分光光度计是产生和利用单色光照射样品,并测量单色光透过透明样品前、后的入射光及透射光能量的仪器。世界上的分析工作量有20%~30%是用分光光度计完成的。其在质控、农业、医疗卫生、环境监控、化学分析等部门得到了广泛的应用。我国早在七、八十年代就开发出了第三代分光光度计。这些产品经十余年、十余万台长期生产和应用,成熟度已经很高。使用现代的电子技术和单片微机对这些产品进行二次开发,可以缩短产品开发周期和上市时间。作者是在上海欣茂仪器有限公司生产的723型可见分光光度计基础上进行了仪器的二次开发,应用在对蛋白酶浓度的测量。

   723型可见分光光度计单色器的波长定位和驱动:723型可见分光光度计的单色器可产生从320nm到820nm的单色光,在723型可见分光光度计的光学系统中,经反射镜镜像变换后,入射狭缝与出射狭缝靠得很近,可以认为入射角与衍射角相等,而且723型可见分光光度计使用的是+1级光,即m=1,所以光栅方程mλ=d( sinT+sinU)可化为λ=2dsinU,723型可见分光光度计的光栅常数是d=1/1200mm。这样,每一个波长λ对应一个衍射角U,例如当衍射角U=11.0698°时,λ=320nm,732型可见分光光度计是通过转动光栅位置而改变衍射角U的,因此,723型可见分光光度计的波长可读精度是0.1nm。

   723型可见分光光度计是以寻找零级光作为波长定位的基点。在复合光的衍射光谱上,各单色光的零级光重叠在一起,零级光的中心部分能量最高,而且比±1级光的能量高好几倍。根据这一点,原则上只要找到能量的最高点即找到了零级光的中心。723型可见分光光度计在设计上方便了零级光的查找,为了精确定位,在单色器内设置了一光电续断器装置,当仪器步进电机带动光栅逆时针转动返回波长起点,齿轮上的遮光片切断光电耦合器电路,光电耦合器( GD53)输出低电频,通过8155 I/0 PB7口送8031芯片控制。而零级光的中心就在这个机械卡位的右面附近。接着,步进电机带动光栅右转一步,查询一步,找到能量最高点就找到了零级光的中心。以后这个位置就作为整个波长定位的基准点,此处U= 0°。

   本实验室与中科院上海分院的生物研究所合作,在上海精密科学仪器公司生产的723型可见分光光度计的基础上,增加了样品室的温控功能和吸液装置,成功地应用在了蛋白酶浓度的测量,在临床诊断上发挥了作用。


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