分光光度計分為哪幾類

分光光度計是實驗室一種極為常見的分析儀器。一般分類如下：

1、單光束型

該類型屬于低檔儀器，其典型光路圖見圖-1所示：

圖-1 原始721型單光束比色計光路示意圖

該類型的儀器光路結(jié)構(gòu)簡單，由于光源僅使用鎢燈，因此使用波長范圍只能局限在360nm～800nm之間。分光器采用的是比光柵價格便宜的三棱鏡；并且檢測器使用的是光電管而不是價格昂貴靈敏度更高的光電倍增管（PMT）；此外該儀器的終端顯示器是一只簡單的機械指針式的表頭。一般而言，此類儀器只能做單波長（單點）測量而不能做波長掃描測量。綜上所述，這是一款大眾普及型產(chǎn)品；所以也有人習(xí)慣上將這類儀器稱之為“比色計”。

由于721型比色計是一款問世較早的儀器，加之價格便宜，操作簡單，亦能勝任一般的簡單分析，所以目前還有一部分的市場需求，為此，目前許多國內(nèi)儀器生產(chǎn)廠商在原有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上面各自做了一些改動，以提高競爭力。例如將顯示器改為液晶的，光源部分增設(shè)了氘燈，檢測器使用了二極管陣列檢測器等。

圖-2常用的721型分光光度計

2、準(zhǔn)雙光束型

這類型屬于中低檔儀器，其光路結(jié)構(gòu)見圖-3所示：

圖-3 準(zhǔn)雙光束型光路結(jié)構(gòu)示意圖

從圖-3 可以看出，此類儀器較前面的單光束儀器而言有了很大的改變。首先是光源部分增加了氘燈，如此就可以加大了波長的測量范圍，由原來的300～800nm，擴(kuò)展為190～1100nm。其次，分光系統(tǒng)采用了分辨率更高的光柵以及增加了帶通濾光片，從而減少了雜散光的干擾。此外數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也采用了單板機和液晶顯示器，并兼有打印機。

但是此類型的儀器為何稱之為“準(zhǔn)雙光束”儀器呢？從圖-3不難看出，盡管分光系統(tǒng)分開產(chǎn)生了兩束光——即樣品光束和參比光束，但是真正通過樣品的只有一束樣品光；另一束參比光并沒有進(jìn)入?yún)⒈热芤浩鸬娇鄢尘暗淖饔茫侵苯拥竭_(dá)檢測器2。

這樣設(shè)計的目的主要是為了克服光源燈能量漂移的弊端。如果光源燈的能量漂移的話勢必會影響到檢測值的波動；增加了參比光光束，則可以做到實時監(jiān)測光源的變化，然后將這個變化值去與樣品檢測值做比較，也就是實現(xiàn)減法運算，最后達(dá)到檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定的效果，所以將此類型的儀器稱之為“準(zhǔn)”雙光束，而不是“完全”雙光束儀器。這個特點是單光束儀器不可比擬的。為此也有的廠家將這種儀器稱為“比例雙光束”型儀器。目前許多國產(chǎn)儀器廠家已經(jīng)大批量的生產(chǎn)此類儀器了。

但是此類型儀器也有兩個美中不足之處；一個是光源需要兩只燈，這需要兩套供電電路;另一個是樣品池架需要人工推拉轉(zhuǎn)換。為此,目前有的國內(nèi)外廠家對此做了改進(jìn)。請看圖-4的儀器光路圖：

圖-4 改進(jìn)型準(zhǔn)雙光束光路結(jié)構(gòu)示意圖

從圖-4可以看出光源僅僅使用了一只高強度長壽命的氙燈，這樣就免去了以往的鎢燈和氘燈的切換，同時也提高了信噪比。6連池的使用可以實施自動切換，提高了工作效率。

3、雙光束雙檢測器型

該類型屬于中檔儀器，其光路結(jié)構(gòu)見圖-5所示：

圖-5 雙光束雙檢測器型光路結(jié)構(gòu)示意圖

從圖-5可以明顯地看出，該類型儀器真正體現(xiàn)出了雙光束儀器的特點，也就是兩束測試光譜同時進(jìn)入樣品里的兩個樣品中去。如此，便可以真正地實現(xiàn)同步掃描，已取得準(zhǔn)確無誤的測試結(jié)果。由于該類型儀器采用了兩只硅光電二極管（PD）作為檢測器，所以稱為“雙檢測器”型。

這種半導(dǎo)體檢測器的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，無需負(fù)高壓電路；價格低廉；壽命長，不易損壞；在一般的室內(nèi)環(huán)境下，即使曝光也不會產(chǎn)生靈敏度下降的結(jié)果，因此維修很便利。且在近紅外區(qū)的靈敏度要高于光電倍增管。但這種檢測器最大的短板是：紫外區(qū)的靈敏度不如光電倍增管。

4、雙光束單檢測器型

這類型屬于高檔儀器，其光路結(jié)構(gòu)見圖-6所示：

圖-6雙光束單檢測器型光路結(jié)構(gòu)示意圖

這類型儀器與前面儀器相比較有兩大特點：一個是將光電二極管（PD）檢測器改為光電倍增管（PMT）檢測器；另一個是將原有的作為分束器使用的半透半反鏡改為扇形鏡。

這種改動的優(yōu)點是：由于光電倍增管的放大倍數(shù)是通過改變負(fù)高壓來實現(xiàn)的，因此可以提高紫外區(qū)吸收信號的增益。

使用扇形鏡的優(yōu)點是可以提高信噪比。因為前面介紹的半透半反鏡是將單色器射出的單色光一分為二成兩個光束；如此，實際上樣品光束和參比光束僅能各得到50% 的入射光量，這就會降低了信噪比（S/N）。而目前使用了扇形鏡后，就會將單色器射出的光百分之百交替地傳輸?shù)綐悠烦睾蛥⒈瘸厝ァ＿@無疑地提高了儀器的信噪比。

5、雙單色器雙光束單檢測器型

這類型屬于超高檔專用型儀器，其光路結(jié)構(gòu)如圖-7所示：

圖-7 雙單色器雙光束單檢測器型光路結(jié)構(gòu)示意圖

該類型儀器最大的特點如下：

a.由于采用了兩個串聯(lián)的單色器，所以從單色器輸出的單色光譜更加純正，也就是說其他的雜散光和偏振的干擾更少了。因此也就無需再使用傳統(tǒng)的濾光片來減少雜散光的干擾，這無疑會增加了光透量。

b.由于增加了硫化鉛紅外檢測器之故，該類型的儀器所測量的波長范圍更寬了，根據(jù)檢測器的選用不同，可以從190nm～3200nm之間選擇。

c.由于設(shè)計了寬大的樣品室（倉），這樣可以將大型固體的樣品放置到測試平臺上直接測量，無需拆解,例如光學(xué)鏡頭，大體積晶體等，所以有的使用者將這類儀器俗稱為“大紫外”。

因此，這類型儀器倍受光學(xué)器材生產(chǎn)和科研單位的推崇。

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