分光光度计:原理，部件，类型和用途

一个分光光度计是一个实验室联合T可以测量光子的数量(光的强度)通过样品的溶液后被吸收。它还可以通过测量被测光的强度来检测溶液的浓度。”分光光度法是方法用于分光光度计测量光的吸收量当光束穿过任何化学物质时。

分光光度计一般由两个不同的装置组成;分光计和光度计。光谱仪发射所需波长的光，光度计检测溶液吸收的光量。

分光光度计原理

分光光度计是基于比尔-兰伯特定律，该定律指出，溶液的吸光度(吸收的光量)与光的长度和样品的浓度成线性关系。

这是;一个∝CL

在那里;一个=吸光度

C=样品的浓度

L=路径长度

OR, A= ε cl，其中ε=摩尔消光系数，其值对于特定分子是常数。

这里A= -log (T)

式中T=透过率;通过样品的光的分数，表示为;T =我_t/我_o

在这里,我_t=透射光，而我_o=入射光。

因此，A= -log (I_t/我_o）

现在，我们知道标准分光光度计使用的比色皿长度为1厘米，也就是路径长度。由于路径长度(L)，吸光度(A)和摩尔消光系数(ε)是已知的，现在可以计算出溶液的浓度(C)。

分光光度计部件

分光光度计一般由四个部分组成;光源，光学系统(单色仪)，样品架和探测器(光度计)。

光源

任何分光光度计都需要不同波长的光。通常，钨丝灯在分光光度计中提供可见光谱的光。同样，氢灯和氘灯提供紫外线辐射，Nernst灯丝或球形灯提供IR(红外)辐射。

光学系统(单色仪)

分光光度计光学系统由以下几个部分组成:

• 镜头:它收集来自光源的辐射，并将其引导到狭缝中。
• 入射狭缝:它提供辐射的狭窄图像。
• 准直透镜:平行描绘从入口狭缝射出的光。
• 出口狭缝:从出口狭缝中选择所需的发光光谱。
• 分散设备棱镜和光栅起分散装置的作用。这有助于分散入射光。棱镜的作用取决于光的折射。石英或熔融石英棱镜是必须的紫外线光谱低于350纳米。衍射光栅由许多平行线组成，在高度抛光的表面上，如铝，每英寸可能有15000/30000条线。对于可见光和紫外线，推荐的规则数从20个凹槽/mm到3600个或更多凹槽/mm。光栅比棱镜好。

样品架

样品溶液放在比色皿(玻璃管)中，在检测器的正前方，分散装置的正后方。试管不同于试管，因为它具有均匀的厚度和光程长度。通常，试管是由玻璃或石英制成的。

探测器(光度计)

当所需的光穿过试管中的样品溶液后，光度计检测到光子，并将信号传递给检流计进行数字显示。

分光光度计的工作原理

• 使用分光光度计需要使用已知浓度的标准溶液校准机器。
• 根据溶液的不同，选择特定波长的光进行测试。光线通过衍射光栅、棱镜和反射镜到达溶液。
• 镜面在分光光度计中用于光线导航，棱镜将光线分成不同波长。
• 光衍射光栅只允许所需波长的光通过它。
• 然后光线到达带有溶液(测试/标准)的比色皿。当单色光到达比色管时，一部分被吸收，一部分被反射，剩下的部分被透射。
• 在此之后，光电探测器系统检测透射光，测量其强度并将其转换为发送到振镜的电信号。
• 现在振镜测量接收到的信号，并以数字形式显示出来;它是溶液的吸光度。
• 用公式确定吸光度后计算溶液浓度;C= A/εL，其中A为吸光度，C为溶液浓度，L为路径长度，ε为摩尔消光系数。
• 双光束分光光度计的一个简单例外是，单色光分成两束，一束用于标准溶液，另一束用于测试溶液。在这种分光光度计中，测试和标准溶液的处理同时进行。

分光光度计的校正需要年代tandard/已知的解决方案．将计算值与以前的值进行比较，有助于确定设备的状况。

分光光度计的种类

根据波长范围的不同，分光光度计有两种类型，即:

紫外可见分光光度计

它使用电磁辐射光谱的紫外范围(185-400 nm)和可见光范围(400-700 nm)的光。

红外分光光度计

它使用电磁辐射光谱的红外范围(700-1500纳米)的光波长。

同样，根据光束的数量，它有两种类型，分别是:

单束分光光度计

它只使用一束光束，在325-1000纳米波长之间工作。光沿单一方向传播，在同一个比色皿中依次读取测试溶液和空白溶液。

双束分光光度计

它工作在185- 1000nm波长之间。两个光电管把单色仪发出的光分成两束。一束用于参考，另一束用于读取样本。

分光光度计的用途

分光光度计的用途如下:

• 分光光度计用于核酸(DNA或RNA)的定量。
• 它通过测量溶液的吸光度来确定颜色和无色化合物的浓度。它还可以测定核酸和蛋白质等生物材料的浓度。
• 同样，它通过测量电磁波谱可见和紫外区域内吸光化合物的形成和消失速率来确定反应的相。
• 它还通过测定可见光区域的吸收光谱和电磁光谱的紫外区域来识别化合物。

预防措施

• 使用前应开启分光光度计10至15分钟。
• 设备每次都要校准。
• 所选波长应为溶液能吸收的最大波长。
• 所使用的样品不应含有任何在测量过程中会解离、反应或发生变化的物质。
• 由于吸光度取决于浓度，样品制备应在可接受的浓度范围内。

参考文献

• 巴特拉，s .(2022)。分光光度计-原理，组成，工作和应用|生物化学实用．护理人员的世界。检索于2022年6月6日，从https://paramedicsworld.com/biochemistry-practicals/demonstration-of-spectrophotometer-principle-components-working-applications/
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• 菲利普斯，K.(2022)。分光光度计是什么?它是如何工作的?- HunterLab Horizons博客．HunterLab地平线博客。检索于2022年6月6日，从https://blog.hunterlab.com/blog/color-measurement/what-is-spectrophotometer/