大学仪器分析 实验教案

(3) 打开试样室盖(光门自动关闭),调节“0%T”旋钮,使数字显示为“00.0”。

(4) 将装有溶液的比色皿放置比色架中。

(5) 旋动仪器波长手轮,把测试所需的波长调节至刻度线处。

(6) 盖上样品室盖,将参比溶液比色皿置于光路,调节透过率“100%T”旋钮,使数字显示为“100.0T”(如果显示不到100%T,则可适当增加灵敏度的档数,同时应重复“3”,调整仪器的“00.0”)

(7) 将被测溶液置于光路中,数字表上直接读出被测溶液的透过率(T)值。 (8) 吸光度A的测量,参照“3”“6”调整仪器的“00.0”和“100.0”,将选择开关置于A旋动吸光度调零旋钮,使得数字显示为.000,然后移入被测溶液,显示值即为试样的吸光度A值。

(9) 浓度C的测量,选择开关由A旋至C,将已标定浓度的溶液移入光路,调节浓度按钮,使得数字显示为标定值,将被测溶液移入光路,即可读出相应的浓度值。

(10) 仪器在使用时,应常参照本操作方法中“3”“6”进行调“00.0”和“100.0”的工作。

(11) 每台仪器所配套的比色皿不能与其它仪器上的比色皿单个调换。 (12) 本仪器数字显示后背部,带有外接插座,可输出模拟信号,插座1脚为正,2脚为负接地线。

(13) 如果大幅度改变测试波长时,需等数分钟后才能正常工作。(因波长由长波向短波或短波向长波移动时,光能量变化急剧,光电管受光后响应较慢,需一段光响应平衡时间。

附: 典型紫外-可见光分光光度计简介

紫外-可见光分光光度计有很多型号,分单光束和双光束两大类型,目前应

用都很普遍。其主要部件两者大致相同,多以氢灯和钨灯分别作紫外光和可见光的光源,以棱镜或光栅作色散元件,通过狭缝分出测定波长的单色光,由切换镜把一定强度的紫外光或可见光引入光路,经吸收池吸收后,透过的光被光电管检测,转变成电信号,有些仪器采用记录仪记录溶液的吸光度或透光率,同时用数字显示,或者直接从刻有吸光度或透光率的转盘上读取。

主要部件

1.光源 常用的有钨灯和氢灯或氘灯,提供连续光谱的波长范围分别为760~400nm和400~200nm, 其中H 656.28nm和H 486.13nm谱线常用作校正光栅或棱镜位置,以提高分光光度计波长读数的准确性。另外,为了获得稳定的

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具有一定强度的光源,仪器上还配有稳压电源和稳流电源设备。通常光源在使用前需预热15mim。

2.单色器 单色器是分光光度计重要部件之一,主要由色散元件(光栅或棱镜)、狭缝、准直镜等组成,其作用是输出测定所需的某一波长的单色光。目前许多分光光度计采用光栅作色散元件,与棱镜相比。光栅无论在长波长方向或短波长方向都具有相同的倒线色散率,因此.在固定狭续宽度后,所获得的单色光都具有同样宽的谱带,并且受温度影响较小,使波长具有较高的精确度,而棱镜则不相同,在短波长方向倒线色散率小,而长波长方向大,因而在固定狭缝宽度后,所获的不同波长的单色光的谱带宽度不同。

狭缝是分光光度计上十分精密的部件,它由边缘锐利的两片金属薄片构成。狭缝宽度可分为固定狭缝和可调狭缝,一般由测微机构测量缝宽数值,狭缝宽度直接影响单色光的纯度。由单色器得到单色光,通常用光谱通带来表示仪器的性能,通带愈窄,单色光愈纯。

3.吸收池 吸收池规格(指光程)有0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,10.0cm等,其材料有石英和玻璃两种。玻璃吸收池仅适用于可见光和近红外光区,而石英吸收池不仅适用于上述光区,还适用于紫外光区。吸收池应配对使用,其透光率相差应小于0.5%。测量吸光度时,应把吸收池竖立于吸收池架内.并用夹件固定位置,以免发生位移,保证两个吸收池透光面平行一致,透光率也一致。吸收池不可用火烘烤干燥,以免破裂。若试样使用易挥发的溶剂配制,测量时为了避免因溶剂挥发而改变试液浓度,应加盖。

4.光度检测器 光度检测器是根据光电效应,把光信号转换为电信号的光电元件,种类有硒光电池、光电管、光电倍增管等。硒光电池对可见光(380~760nm)最为敏感。产生的光电流较大,可直接用灵敏检流计测量,但使用时要注意防潮和防止腐蚀性气体的侵蚀,否则将导致灵敏度严重下降,影响使用寿命。硒光电池在长时间光照后,会发生“疲劳现象”,这时应把它置于暗处使之复原。光电管有蓝敏光管(用于200~650nm波段的锑铯光电管)和红敏光电管(用于625~1000nm波段的氧化铯光电管)。它是一只二极真空管,阴极表面涂有光敏材料,加工成半筒形,受光照后便发射出电子,阳极为镍棒,收集阴极射出的电子。光电管适宜的工作电源为电压在90V左右的直流电,若工作电压过高,会导致暗电流增大。

荧光分析仪

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用于测量荧光物质的荧光光谱或荧光强度的仪器叫做荧光分析仪。荧光分析仪通常分为荧光光度计和荧光分光光度计两大类。

一、原理

荧光物质受光辐射激发发光,其荧光的激发光谱和发射光谱取决于各物质的分子结构,其荧光强度取决于物质的浓度(或含量),故可以进行定性和定量分析。

荧光分光光度计就是根据这一原理制成的。它与普通(可见)分光光度计比较,主要有两个区别:

1. 采用垂直测量方式,即检测器与光源位置成垂直方向,以消除透射光的影响。

2. 有两个单色器。一个置于样品池前(称为激发单色器),一个置于样品池与检测器之间(称为发射单色器)。通过调整和控制两个单色器的波长(分别为激发光波长和荧光发射波长)可以绘制荧光的激发光谱和发射光谱。依次,不仅可以鉴别荧光物质而且可以选择激发光(波长)和最佳的测定荧光(波长)并消除其他杂散光的干扰。

二、仪器结构

荧光分析仪的基本结构如图所示,通常由光源、单色器、样品池、狭缝、光电倍增管(PMT)等主要构件组成。

激 发 光源 单色器 样品池 发射单色器 电源 检测器 信号放大系统 读数装置 图 荧光分析基本装置方框图 1. 光源

常用的光源是氙弧灯或高压汞灯。氙弧灯可发射250~800nm很强的连续光谱,灯的寿命大约为2000h.高压汞灯常常利用其发射的365nm,405nm,436nm谱线作激发光,灯的寿命约为1500~3000h。

2. 单色器

荧光光度计常用滤光片为单色器,由一块滤光片从光源发射的光中分离出所需的激发光,用另一块滤光片滤去杂散光和杂质所发射的荧光。荧光光度计能用于荧光强度的定量测定,不能用于测定激发光谱和荧光光谱。荧光分光光度计大

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多采用光栅作为单色器,它具有较高的灵敏度,较宽的波长范围,能扫描激发光谱和荧光光谱。

3. 样品池

样品池通常是石英方形池,四个面都是光学面。使用时应拿样品池的棱。 4. 狭缝

狭缝越小,仪器的单色性越好,但光强相应降低,测定的灵敏度也相应降低。 当入射狭缝和出射狭缝宽度相等时,单色器射出的单色光有75%的能量是辐射在有效的带宽内。此时,既有好的分辨率,有保证了光通量。

5. 检测器

荧光分光光度计多采用光电倍增管(PMT)作检测器,施加于PMT光阴极的电压越高,其放大倍数越大,且电压每改变1V,放大倍数会波动3%。所以,要获得良好的基线响应, PMT的高压源要很稳定。

6. 读数装置

读数装置可以用数字电压表、记录仪或阴极示波器。数字电压表价格便宜,用于定量分析有准确、方便的特点。记录仪可用于扫描光谱,记录笔的响应时间通常为0.1~0.5s,而阴极示波器的显示速度比记录仪还要快。

三、930型荧光光度计的使用方法

1. 准备工作 仪器在未接通电源之前,应做好各项测试的准备工作,如电表指针应位于“0”刻度,否则应用电表上的校正螺丝进行调节。

2. 仪器电源开关接通前,必须检查滤色片是否已安装在仪器上,光电管应避免受强光照射,否则光电管将受损。测试中,若须更换滤色片,也需先切断电源。

3. 零位调节 接通电源,打开样品室箱盖,旋动零位调节旋钮,使电表指针位于“0”处,预热仪器10min,即可进行溶液测试。

4. 灵敏度倍率转换档的选择 应先将开关放在较低倍率的档,然后根据需要逐渐提高倍率,以免光电元件及表头过载受损。在灵敏度已满足的情况下,选择较低的倍率档数,可以使仪器能获得较高的稳定性。各档的灵敏度范围是:第一档×1倍,第二档×10倍,第三档×100倍,第四档×200倍,第五档×400倍。

5. 测读荧光 将盛有已知浓度的荧光溶液置于样品池放入光路中,调节满度旋钮使其电表读数接近满刻度或其他相应的数值(注意:满度旋钮旋到头时,切莫再旋,以免电位器损坏),然后换上其他盛有试液的样品池置于光路上,即可测读试液的荧光值。

930型荧光光度计附有滤色片光谱特性表

滤色片(蓝字:带通型) 330 主峰波长(nm) 330±10 半宽度(nm) <100 透过率(T%) >70 40

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