生化分析儀光學系統(tǒng)的分光裝置
生化分析儀采用的光源一般是發(fā)射寬波段范圍的連續(xù)輻射,然而,在實際測量時,我們希望采用窄譜帶或單色光,這是由于:①采用窄帶輻射才有可能將彼此非常接近的吸收帶分開;②采用窄帶才可能在最大吸收波長處進行測量,從而提高測定靈敏度;③在定量分析時,采用窄帶才能較好地遵守比爾定律。因此,必須采用適當?shù)难b置將寬波段復合光分解為窄帶或單色光。單色器是使不同波長的光以不同的角度發(fā)散的組件,按色散元件的不同,可分為棱鏡單色器、光柵單色器和濾光片式單色器。
棱鏡單色器簡單叉便宜,但其色散是彎曲且非線性的,長波色散率較小,短波色散率較高,因此欲得到相同的光譜強度,狹縫寬度要隨波長而改變,并且光譜線間隔不同為非勻排光譜。
光柵的色散率大,色散角與波長成線性關系,分辨率高,光譜范圍寬。采用光柵的儀器設計時須注意光譜疊級,檢測靈敏度及光學布局(前分光或后分光)等因素的影響。光柵的主要缺點是有次級光譜干擾分析,且雜散光的影響較大,光柵的價格昂貴。
濾光片是一種簡單而廉價的波長選擇器,其作用是選擇性地透過一定波長范圍的光。濾光片的濾光特性用最大透光波長(中心波長)和譜帶半寬度(有效帶寬)來描述。最大透光
波長是指在該波長處輻射有最大透光率,而譜帶半寬度是指最大透光率的一半處譜帶的波長范圍(見圖1 ),以納米(nm)表示,譜帶半寬度越小,貝刂單色光的純度越高,一般濾光片的譜帶半寬度為10 nm。
檢驗的準確度與單色光的純度是有很大關系的,所以,應選擇半寬度較小的窄帶濾光片。同時,為了能夠得到較好的紫外光強度(340 nm),我們選擇了透過率較高的濾光片。而為了不使578 nm和630 nm處得到的光強度溢出計算范圍,選擇了透過率較低的濾光片(見表1)。
圖1 譜帶半寬度
濾光片的透光特性隨著溫度的變化而變化,溫度升高時,不但它的半寬度會加寬,峰值波長也會起變化。因此在光源燈和濾光片裝置比較接近的光學系統(tǒng)中,使用隔熱玻璃擋在燈泡和濾光片之間。在安裝光源燈時需要注意,別讓它與隔熱玻璃直接接觸,以減少導熱。