分光光度計(jì)數(shù)據(jù)采集原理

1.1 雙光束分光光度計(jì)原理
分光 光 度計(jì)利用的基本原理是郎伯特一比爾(Larnbert一Beer)定律，即溶液的吸光度Abs與溶液的吸收系數(shù)a，濃度C，液層的厚度L成正比。

即:式中:T為透過(guò)率，Ia為人射光強(qiáng)，I}為透過(guò)光強(qiáng)。每種物質(zhì)都有特定的吸收光譜曲線，通過(guò)測(cè)量不同波長(zhǎng)處待測(cè)物質(zhì)的吸光度或透過(guò)率值得到其吸收譜線，與已知譜線比較即可鑒別該物質(zhì)或測(cè)定該物質(zhì)的濃度。常用分光光度計(jì)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，由光源、單色儀、樣品池、探測(cè)器、放大器、記錄儀6部分組成。

圖1 分光光度計(jì)基本結(jié)構(gòu)框圖
雙光 束 分 光光度計(jì)光路結(jié)構(gòu)如圖2所示。由鎢燈和氛燈分別提供可見(jiàn)光和紫外光的連續(xù)光源。單色儀將光束分為單色光后通過(guò)一個(gè)快速轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形旋轉(zhuǎn)鏡將光一分為二分別打到樣品池和參照池上，以此消除光源變化帶來(lái)的誤差(因此稱為雙光束式分光光度計(jì))，用同一個(gè)探測(cè)器(光電倍增管PMT)交替接收透過(guò)的光強(qiáng)信號(hào)。

1.2 分光光度計(jì)信號(hào)特征
信號(hào) 處 理 過(guò)程如圖3所示。透過(guò)樣品池光束I和參考池光束Io，通過(guò)旋轉(zhuǎn)鏡M交替打到光電倍增管上，其輸出信號(hào)經(jīng)運(yùn)放IC,放大成to -F L，再經(jīng)與旋轉(zhuǎn)鏡M同步的開(kāi)關(guān)so,si 將信號(hào)分離為i。和i。參考信號(hào)io與標(biāo)準(zhǔn)電壓E之差通過(guò)運(yùn)放ICz放大后控制PMT(打拿極)電壓，使得i。與E保持一致。在參考信號(hào)連續(xù)控制PMT的負(fù)電壓下測(cè)量樣品信號(hào)可以消除電壓及光源的波動(dòng)影響，提高測(cè)量精度。此時(shí)樣品信號(hào)i輸出為與樣品池的透過(guò)率成正比的電壓信號(hào)，也可再經(jīng)對(duì)數(shù)運(yùn)算電路得到與吸光度值成正比的連續(xù)變化的模擬電壓信號(hào)。此電壓信號(hào)變化速率主要由波長(zhǎng)掃描速度和記錄儀走紙速度決定，為低頻信號(hào)。數(shù)量級(jí)為0-100mv的模擬電壓信號(hào)輸出到記錄儀經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)描記電路，使電信號(hào)轉(zhuǎn)換為記錄筆的機(jī)械動(dòng)作從而畫(huà)出吸收(或透射)光譜曲線。由上可知分光光度計(jì)輸出信號(hào)是與所測(cè)參數(shù)成線性關(guān)系的電壓模擬量信號(hào)，易于利用數(shù)字電路處理。

圖3 測(cè)量信號(hào)處理框圖