分光光度计的使用情况介绍说明.doc

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1、最佳答案 1.接通电源，打开仪器开关，掀开样品室暗箱盖，预热 10 分钟。 2.将灵敏 度开关调至“1”档（若零点调节器调不到“0”时，需选用较高档。） 3.根据所 需波长转动波长选择钮。 4.将空白液及测定液分别倒入比色杯 3/4 处，用擦 镜纸擦清外壁，放入样品室内，使空白管对准光路。 5.在暗箱盖开启状态下 调节零点调节器，使读数盘指针指向 t=0 处。 6.盖上暗箱盖，调节“100”调节 器，使空白管的 t=100，指针稳定后逐步拉出样品滑竿，分别读出测定管的光 密度值，并记录。 7.比色完毕，关上电源，取出比色皿洗净，样品室用软布 或软纸擦净分光光度计使用的外部环境要求分光光度计使用

2、的外部环境要求分光光度计属于精密仪器，应当妥善保管和精心维护，这样才能保证分光光度计长期使用、长期的稳定可靠、测量精度高。元析公司在多年的生产和应用的过程中，得到了一套在一定环境下维护分光光度计的经验，具体如下：1、环境温度在条件容许的情况下，尽量保持在 15-30 摄氏度之间，这样能保持电器件稳定工作，不易老化，使分光光度计不易损坏，灯源的使用寿命得到延长。若条件不容许，在高温的情况下，缩短开机时间，高效使用分光光度计，使电器件不要长期保持在高温下。在低温下，使预热时间比常温下的预热时间要长，这样能保证在仪器稳定的情况下进行测试。2、环境湿度在条件容许的情况下，尽量保持在 60%以下，这样能

3、保证光度计内部的光学件和电器件不易受潮、腐蚀、和上霉。若条件不容许，在高湿度和低湿度的情况尽量保持通风。3、环境在条件容许的情况下尽量保持洁净，打扫环境时动作不宜太大，不要扬起灰尘，打扫之前用防尘罩盖上分光光度计，不要让灰尘进入分光光度计内部。以上仅就仪器使用的外部环境作了描述，以供使用用户参考。分光光度计的使用分光光度计的使用分光光度计的应用常识 分光光度计已经成为现代分子生物实验室常规仪器。常用于核酸，蛋白定量以及细菌生长 浓度的定量。分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，从而产生特定波长的 光源，光源透过测试的样品后，部分光源被吸收，计算样品的吸光值，从而转化成样品

4、的 浓度。样品的吸光值与样品的浓度成正比。核酸的定量 核酸的定量是分光光度计使用频率最高的功能。可以定量溶于缓冲液的寡核苷酸，单链、 双链 DNA，以及 RNA。核酸的最高吸收峰的吸收波长 260 nm。每种核酸的分子构成不一， 因此其换算系数不同。定量不同类型的核酸，事先要选择对应的系数。如：1OD 的吸光值 分别相当于 50g/ml 的 dsDNA，37g/ml 的 ssDNA，40g/ml 的 RNA，30g/ml 的 Olig。 测试后的吸光值经过上述系数的换算，从而得出相应的样品浓度。测试前，选择正确的程 序，输入原液和稀释液的体积，尔后测试空白液和样品液。然而，实验并非一帆风顺。读

5、 数不稳定可能是实验者最头痛的问题。灵敏度越高的仪器，表现出的吸光值漂移越大。事实上，分光光度计的设计原理和工作原理，允许吸光值在一定范围内变化，即仪器有一 定的准确度和精确度。如 Eppendorf Biophotometer 的准确度1.0%（1A） 。这样多次测试的 结果在均值 1.0%左右之间变动，都是正常的。另外，还需考虑核酸本身物化性质和溶解核 酸的缓冲液的 pH 值，离子浓度等：在测试时，离子浓度太高，也会导致读数漂移，因此 建议使用 pH 值一定、离子浓度较低的缓冲液，如 TE，可大大稳定读数。样品的稀释浓度 同样是不可忽视的因素：由于样品中不可避免存在一些细小的颗粒，尤其是核

6、酸样品。这 些小颗粒的存在干扰测试效果。为了最大程度减少颗粒对测试结果的影响，要求核酸吸光 值至少大于 0.1A，吸光值最好在 0.1-1.5A。在此范围内，颗粒的干扰相对较小，结果稳定。 从而意味着样品的浓度不能过低，或者过高（超过光度计的测试范围） 。最后是操作因素， 如混合要充分，否则吸光值太低，甚至出现负值；混合液不能存在气泡，空白液无悬浮物， 否则读数漂移剧烈；必须使用相同的比色杯测试空白液和样品，否则浓度差异太大；换算 系数和样品浓度单位选择一致；不能采用窗口磨损的比色杯；样品的体积必须达到比色杯 要求的最小体积等多个操作事项。除了核酸浓度，分光光度计同时显示几个非常重要的比值表示

7、样品的纯度，如 A260/A280 的比值，用于评估样品的纯度，因为蛋白的吸收峰是 280nm。纯净的样品，比值大于 1.8（DNA）或者 2.0（RNA） 。如果比值低于 1.8 或者 2.0，表示存在蛋白质或者酚类物质 的影响。A230 表示样品中存在一些污染物，如碳水化合物，多肽，苯酚等，较纯净的核酸 A260/A230 的比值大于 2.0。A320 检测溶液的混浊度和其他干扰因子。纯样品，A320 一般 是 0。蛋白质的直接定量（UV 法） 这种方法是在 280nm 波长，直接测试蛋白。选择 Warburg 公式，光度计可以直接显示出 样品的浓度，或者是选择相应的换算方法，将吸光值转换

8、为样品浓度。蛋白质测定过程非 常简单，先测试空白液，然后直接测试蛋白质。由于缓冲液中存在一些杂质，一般要消除 320nm 的“背景”信息，设定此功能“开”。与测试核酸类似，要求 A280 的吸光值至少大于0.1A，最佳的线性范围在 1.0-1.5 之间。实验中选择 Warburg 公式显示样品浓度时，发现 读数“漂移”。这是一个正常的现象。事实上，只要观察 A280 的吸光值的变化范围不超过 1%， 表明结果非常稳定。漂移的原因是因为 Warburg 公式吸光值换算成浓度，乘以一定的系数， 只要吸光值有少许改变，浓度就会被放大，从而显得结果很不稳定。蛋白质直接定量方法， 适合测试较纯净、成分相

9、对单一的蛋白质。紫外直接定量法相对于比色法来说，速度快， 操作简单；但是容易受到平行物质的干扰，如 DNA 的干扰；另外敏感度低，要求蛋白的 浓度较高。比色法蛋白质定量 蛋白质通常是多种蛋白质的化合物，比色法测定的基础是蛋白质构成成分：氨基酸（如酪 氨酸，丝氨酸）与外加的显色基团或者染料反应，产生有色物质。有色物质的浓度与蛋白 质反应的氨基酸数目直接相关，从而反应蛋白质浓度。 比色方法一般有 BCA，Bradford，Lowry 等几种方法。Lowry 法：以最早期的 Biuret 反应为基础，并有所改进。蛋白质与 Cu2+反应，产生蓝色 的反应物。但是与 Biuret 相比，Lowry 法敏

10、感性更高。缺点是需要顺序加入几种不同的反 应试剂；反应需要的时间较长；容易受到非蛋白物质的影响；含 EDTA，Triton x- 100，ammonia sulfate 等物质的蛋白不适合此种方法。BCA（Bicinchoninine acid assay）法：这是一种较新的、更敏感的蛋白测试法。要分析 的蛋白在碱性溶液里与 Cu2+反应产生 Cu+，后者与 BCA 形成螯合物，形成紫色化合物， 吸收峰在 562nm 波长。此化合物与蛋白浓度的线性关系极强，反应后形成的化合物非常稳 定。相对于 Lowry 法，操作简单，敏感度高。但是与 Lowry 法相似的是容易受到蛋白质之 间以及去污剂的干

11、扰。Bradford 法：这种方法的原理是蛋白质与考马斯亮兰结合反应，产生的有色化合物吸收峰 595nm。其最大的特点是，敏感度好，是 Lowry 和 BCA 两种测试方法的 2 倍；操作更简 单，速度更快；只需要一种反应试剂；化合物可以稳定小时，方便结果；而且与一系列 干扰 Lowry，BCA 反应的还原剂（如 DTT，巯基乙醇）相容。但是对于去污剂依然是敏 感的。最主要的缺点是不同的标准品会导致同一样品的结果差异较大，无可比性。某些初次接触比色法测定的研究者可能为各种比色法测出的结果并不一致，感到迷惑，究 竟该相信哪种方法？由于各种方法反应的基团以及显色基团不一，所以同时使用几种方法 对同

12、一样品得出的样品浓度无可比性。例如：Keller 等测试人奶中的蛋白，结果 Lowry，BCA 测出的浓度明显高于 Bradford，差异显著。即使是测定同一样品，同一种比 色法选择的标准样品不一致，测试后的浓度也不一致。如用 Lowry 测试细胞匀浆中的蛋白 质，以 BSA 作标准品，浓度 1.34mg/ml，以 a 球蛋白作标准品，浓度 2.64mg/ml。因此， 在选择比色法之前，最好是参照要测试的样本的化学构成，寻找化学构成类似的标准蛋白 作标准品。另外，比色法定量蛋白质，经常出现的问题是样品的吸光值太低，导致测出的 样品浓度与实际的浓度差距较大。关键问题是，反应后 1011 分光光度

13、计的重要配件 比色杯的颜色是有一定的半衰期，所以每种比色法都列出了反应测试时间，所有的样品 （包括标准样品） ，都必须在此时间内测试。时间过长，得到的吸光值变小，换算的浓度值 降低。除此，反应温度、溶液 PH 值等都是影响实验的重要原因。此外，非常重要的是， 最好是用塑料的比色法。避免使用石英或者玻璃材质的比色杯，因为反应后的颜色会让石英或者玻璃着色，导致样品吸光值不准确。细菌细胞密度（OD 600） 实验室确定细菌生长密度和生长期，多根据经验和目测推断细菌的生长密度。在遇到要求 较高的实验，需要采用分光光度计准确测定细菌细胞密度。OD600 是追踪液体培养物中微 生物生长的标准方法。以未加菌

14、液的培养液作为空白液，之后定量培养后的含菌培养液。 为了保证正确操作，必须针对每种微生物和每台仪器用显微镜进行细胞计数，做出校正曲 线。实验中偶尔会出现菌液的 OD 值出现负值，原因是采用了显色的培养基，即细菌培养 一段时间后，与培养基反应，发生变色反应。另外，需要注意的是，测试的样品不能离心， 保持细菌悬浮状态。 分光光度计的重要配件 比色杯 比色杯按照材质大致分为石英杯、玻璃杯以及塑料杯。根据不同的测量体积，有比色杯和 毛细比色杯等。一般测试核酸和紫外定量蛋白，均采用石英杯或者玻璃杯，但是不适合比 色法测定。因为反应中的染料（如考马斯亮兰）能让石英和玻璃着色，所以必须采用一次 性的塑料杯。

15、而塑料杯一般不适合用于在紫外范围内测试样品。由于另外测试的样品量不同，所以一般分光光度计厂家提供不同容积的比色杯以满足用户 不同的需求。目前市场已经存在一种既可用于核酸、紫外蛋白质定量，亦可用于蛋白比色 法测定的塑料杯，样品用量仅需 50l，比色杯单个无菌包装，可以回收样品。如 Eppendorf UVette?塑料比色杯，是目前比色杯市场上一个革新。随着生命科学以及相关学科发展，对 此类科学的实验研究提出更高的要求，分光光度计将是分子生物学实验室不可缺少的仪器， 也成为微生物、食品、制药等相关实验室的必备设备之一。分光光度技术 6.1 基本原理 利用紫外光、可见光、红外光和激光等测定物质的吸

16、收光谱，利用此吸收光谱对物质进行 定性定量分析和物质结构分析的方法，称为分光光度法或分光光度技术，使用的仪器称为 分光光度计，这种分光光度计灵敏度高，测定速度快，应用范围广，其中的紫外/可见分光 光度技术更是生物化学研究工作中必不可少的基本手段之一。因此本章重点讨论紫外/可见 分光光度法的基本原理、仪器构造及其在生化领域中的应用等。 1. 光谱： 光是电磁波，可用波长“”表示，电磁波谱是由不同性质的连续波长的光谱所组成，对于生 物化学来说，最重要的波长区域是可见光和紫外光。 光的波长是二个相邻的波峰之间的距离。 光的传播是由相互垂直的电场分量“E”和磁场分量“H”所构成。 C/ 波长 C光速

17、频率，单位时间通过一个定点的波数。 光又可以看作是由具有能量的粒子所组成。这些粒子所具有的原能量“E”由下式算出： Eh? H普朗克常数（ 6.62410-27 尔格?秒） 频率 紫外区可分为紫外（近紫外）和真空紫外（远紫外） 。由于吸收池（又称样品池、比色杯等） 和光学元件以及氧气能吸收小于 190nm 波长的光，因此常规紫外测定集中在近紫外区，即 200nm400nm。可见光区为 400nm800nm。组成物质的分子均处于一定能态并不停地运动着，分子的运动可分为平动、转动、振动和 分子内电子的运动，每种运动状态都处于一定的能级，因此分子的能量可以写成： EE0+E 平+E 转+E 振+E

18、电 E0 是分子内在的不随分子运动而改变的能量，平动能 E 平只是温度的函数，因此与光谱有 关的能量变化是分子的转动能量、振动能量和分子的电子能量。 分子的每一种能量都有一系列的能级，能级不是任意的，而是具有量子化特征的，通常分 子处于基态，当它吸收一定能量跃迁到激发态，则产生吸收光谱。分子转动、振动和电子 能级的跃迁，相应地产生转动、振动及电子光谱。 按照量子力学原理，分子能态按一定的规律跳跃式地变化，物质在入射光的照射下，分子 吸收光时，其能量的增加是不连续的，物质只能吸收一定能量的光，吸收光的频率和两个 能级间的能量差要符合下列关系： EE2- E1h E1、E2 分别表示初能态和终能态

19、的能量，初能态与终能态之间的能量差愈大，则所吸收的 光的频率愈高（即波长愈短） ，反之则所吸收的光的频率愈低（即波长愈长） 。由于吸收是 不连续的，因此在光的一定部位出现一系列吸收暗带。因为分子转动、振动及电子能级跃 迁的能量差别较大，因此，它们的吸收光谱出现在不同的光谱区域。分子转动能级级差小，E0.05 电子伏特（ev） ，分子转动光谱的吸收出现在远红外或微波区。振动能级纵间的 差别较大， E0.051.0 ev，振动光谱出现在中红外区。电子能级的级差更大， E120 ev，所以由电子跃迁得到的光谱出现在可见、紫外或波长更短的光谱区。 可见光、紫外光吸收光谱，是由于分子中联系较松散的价电子

20、被激发产生跃迁从而吸收光 辐射能量形成的，即分子由基态变为激发态，电子由一个低能级的轨道（即成键轨道） ，吸 收了光能量跃迁到高能级轨道（称为反键轨道） 。 与吸收光谱有关的三种电子是： 二个原子的电子沿其对称方向相互形成的共价键（即单键） ，称 键， 构成 键的电子 称 电子，如 CC、CH 键。 平行于二个原子轨道形成的价键（即双键） ，称 键，形成 键的电子称为 电子，如 C=C 键。 未共享成键的电子，称 n 电子。 各种电子跃迁所需能量大小的顺序是： n* n* 紫外吸收光谱主要是由于双键电子，尤其是共轭双键中的 电子和未共享的电子对的激发 所产生的。所以各种物质分子对紫外光的吸光性

21、质取决于该分子的双键数目和未共享电子 对的共轭情况等。 如下表所示： 电子跃迁类型与紫外吸收波长(nm)关系表 电子跃迁类型 例 子 紫外吸收波长范围 * CH 100150 nm *( 非共轭 ) CO 200 nm *( 共轭 ) CC 200300 nm n* CO 300 nm*跃迁：此类跃迁所需能量较小，吸收波长在紫外区的 200300 nm，不饱和烃、共轭 烯烃及芳香烃均可发生这类跃迁，氨基酸、蛋白质与核酸均含有大量共轭双键，因而 200300 nm 的紫外吸收测定，在生化实验技术中有极广泛的用途。若逐渐改变照射某物质的入射光的波长，并测定物质对各种波长光的吸收程度（吸光度 “A”

22、或光密度“O.D”）或透射程度（透光度“T”） ，以波长 作横坐标， “A”或“T”为纵座标， 画出连续的“A”或“T”曲线，即为该物质的吸收光谱曲线。吸光度 A D CBmax min 波长(nm) 由上图可以看出吸收光谱的特征： 曲线上“A”处称最大吸收峰，它所对应的波长称最大吸收波长，以 max 表示。 曲线上“B”处有一谷，称最小吸收，它所对应的波长，所对应的波长，称最小吸收波长， 以 min 表示。 曲线上在最大吸收峰旁边有一小峰“C”，称肩峰。 在吸收曲线的波长最短的一端，曲线上“D”处，吸收相当强，但不成峰形，此处称为末 端吸收。 max 是化合物中电子能级跃迁时吸收的特征波长，

23、不同物质有不同的最大吸收峰，所以它 对鉴定化合物极为重要。吸收光谱中，max、min、肩峰以及整个吸收光谱的形状决定于 物质的性质，其特征随物质的结构而异，所以是物质定性的依据。 测定某物质的紫外吸收光谱的曲线，可与已知标准的紫外光谱图相对照，对照时须注意测 定的条件，如溶剂、浓度等。 常用标准的紫处吸收光谱是萨德勒研究实验公司编制的“Sadtler”紫外标准图谱集，到七十 年代末为止已收集 28585 个化合物紫外光谱图，此外还有药物和非极性溶剂紫外光谱图 2000 多幅。 由于化合物紫外吸收峰较少，而且峰形都很宽，不象红外光谱是许多指纹峰，所以在用紫 外吸收光谱进行化合物定性鉴定时，应注意

24、：化合物相同，其紫外光谱应完全相同；但是 紫外光谱相同不一定化合物就相同，可能仅是存在某些相同的发色团或基团，因此在鉴定 时应与红外光谱相结合。 由于电子跃迁的同时也引起分子的转动和振动光谱，要把电子跃迁和分子振动、转动的跃 迁完全分开是不可能的，因此我们常见的紫外吸收光谱是由一个或几个宽的吸收谱带所组 成。 紫外光谱中常用的术语有发色团、助色团、增色效应和减色效应。 发色团：凡是与饱和碳氢化合物连接能引起 n*、*、 n* 等电子跃迁的基团称 为发色团。例如：CC、CO 等发色团。 助色团：助色团是一些具有非共价键的基团（如 OH、NH2、SH 等） 。这些基团在波长 200 nm 处没有吸

25、收，当它与发色团相连接时，使发色团的吸收带向长波移动，称为红移 （或浅色效应） ，红移的同时吸收带的强度增加。若助色团与发色团相连接，产生 n* 跃迁，使吸收波长向短波移动，称为兰移（或深色效应） 。 增色效应（hyperchromic effect）: 核酸变性或降解，使得 DNA 或 RNA 溶液对紫外光的吸收明显增加，即 值（吸光系数或 称消光系数）显著升高，此现象称为增色效应。此效应是由于碱基之间电子相互作用的改变所致，通常在 260nm 处测量。 减色效应（hypochromic effect）: 在一定的条件下，变性的核酸又可以复性，此时 值又明显减少，回复到原来的核酸分子 值较低

26、的水平，即此时 DNA 或 RNA 溶液的紫外光吸收显著降低，此现象称为减色效应， 此效应也是由于碱基之间电子相互作用的变化所引起的，通常在 260nm 条件下测量。 2. 光吸收定律： 朗伯比尔（Lambertbeer）光吸收定律： AlgTb c A吸光度，又称光密度“O.D”。 T透光度， TI / I。 ， I。为照射到吸收池上的光强，I为透过吸收池的光强。摩尔吸光系数或克分子吸光系数（L?mol1?cm1） 。 b样品光程（cm） ，通常使用 1.0cm 的吸收地，b=1cm。 C样品浓度（mol/L） 。 由上式可以看出：吸光度 A 与物质的吸光系数“”和物质的浓度“C”成正比。

27、摩尔吸光系数： ， 是物质对某波长的光的吸收能力的量度。 越大，吸收光的能力越强， 相应的分光度法测定的灵敏度就越高。 值越大，说明电子跃迁的几率大，通常 10105：一般认为 104 为强吸收；103104 为较强吸收； 102 为弱吸收， 此时分光光度法不灵敏。 因为通常使用分光光度计可检测出的最小吸光度 A0.001, 所以，当 b1cm, 105 时，可检测的溶液最小浓度是 C10-8 mol/L。 常用的吸光系数还有一种百分吸光系数，即在某一波长下，溶液浓度为 1%（W / V） ，液层 厚度 b1cm 时的吸光度，以 E1%max 表示。C百分浓度（W / V） 。 L液层厚度，吸

28、收杯光径长度。 A吸光度。 最大吸收波长 max 时的 和 E1%max 值可用下式换算： E1%max分子量 / 10 吸光度“A”有一个重要性质是其具有加和性： A1C1b12C2b23C3b3 即混合物的总吸光度等于溶液中的各组份各自在该波长下吸光度的算术和。这是多元混合 物分光光度法定量分析的基础。 若溶液中各溶质的吸光系数 相同，则各溶质吸光度的大小与溶质浓度成比例。例如，离 子交换柱层析分离核苷酸实验中可利用吸光度计算回收率： mC?V ， ， m溶质的量 C溶质浓度 V溶液体积 A吸光度 吸光系数 b吸收池光径 回收率 （100%） （上式中假设 总和各核苷酸的 近似相等） 例一

29、：尿嘧啶核苷酸溶液用 1cm 石英吸收池测定 260nm 处的吸光度为 0.650，用同一吸收 池测定纯溶剂的吸光度为 0.070，计算尿嘧啶溶液的摩尔浓度，已知其摩尔吸光系数 = 8.2103 M1cm1（Mmol / L） 。 A bC A（溶剂加样品的吸光度）（溶剂的吸光度） A0.6500.0700.580 b1cm C=7.1105 mol / L 例二：1%（W/V，10 mg / ml）酪氨酸酶溶液的吸光度为 24.9（1cm 吸收池，280nm） ，计 算 A280=0.250 的酪氨酸酶溶液的浓度。 由于这两种酶溶液的百分吸光系数“E1%1cm，280nm”是相同的，因此可用

30、正比例法计算浓 度。 C 未知0.010.1mg / ml 6.2 分光光度计的组成和构造： 1. 组成：各种型号的紫外/可见分光度计，不论是何种型式，基本上都由五部分组成： （1）光源；（2）单色器（包括产生平行光和把光引向检测器的光学系统） ；（3）样品室； （4）接收检测放大系统；（5）显示或记录器。光 源 单色器 样品室 检测放大系统 显示器国产分光光度计近年来已有很大的发展，各种档次的分光光度计都已更新升级换代，可见 光系列有：721、722、723 等型号，紫外/可见光系列有：751、752、753、754、756 等型 号，主要生产厂为上海分析仪器总厂等。 我系 1985 年购买

31、的瑞士 KONTRON 康强公司生产的 UNICON 860 型紫/可见光分光光度计， 是双光束、快速自动扫描、荧屏显示的高档分光光度计。这种双光束分光光度计的特点是 来自光源的连续光谱经凹面全息光栅分光后，由出射狭缝得到单色光，经过由电机带动的 25 周/秒左右的旋转镜分解为“样品”、 “参比”光束，顺序分时通过参比池和样品吸收池，照 射到光电倍增管上，由于两条光路是几乎同时测量，参比信号又不断与标准电压比较，使 参比信号恒定，所以由光源、单色器、外界杂光、光电倍增管以及电源电压等带来的影响， 仪器均能自动消除。最快波长扫描速度为 1200nm/min，有五种测量功能和五种数据处理功 能。

32、我系 2000 年购买的德国耶拿（蔡司）公司生产的 SPECORD 200 型高档紫外/可见光分光光 度计的光路原理图如下：SPECORD 200 分光光度计的样品和参比光路，分别有各自的带温控的光电二极管检测器， 因而取消了电机带动的旋转镜，大大提高了仪器的稳定性及各项检测指标，其波长范围是 190nm1100nm，吸光度测定范围是 03A，可变狭缝宽度为 1nm、2nm 和 5nm，仪器使 用微机控制时，扫描速度最高可达 6000nm/min，宽大的样品室可以安装各种附件，仪器性 能优良，适合教学、科研使用。该仪器的使用说明详见附录。 2. 构造： 光源： 理想光源的条件是：能提供连续的辐

33、射；光强度足够大；在整个光谱区内光谱强度 不随波长有明显变化；光谱范围宽；使用寿命长，价格低。 用于可见光和近红外光区的光源是钨灯，现在最常用的是卤钨灯（Halogen lamp） ，即石英 钨灯泡中充以卤素，以提高钨灯的寿命。适用波长范围是 3201100nm。由于能量输出的 波动为电压波动的四次方倍，因此电源电压必须稳定。 用于紫外光区的是氘灯（Deuterium lamp） ，适用波长范围是 195400nm，由于氘灯寿命 有限，国产氘灯寿命仅五百小时左右，要注意节约灯时。 单色器： 单色器是分光光度计的心脏部分，它的作用是把来自光源的混合光分解为单色光并能随意改变波长。它的主要组成部件

34、和作用是：入射狭缝限制杂散光进入。色散元件 即棱镜或光栅，是核心部件，可将混合光分解为单色光。 准直镜把来自入射狭缝的光束转化为平等光，并把来自色散元件的平等光聚焦于出 射狭缝上。 出射狭缝只让额定波长的光射出单色器。 转动棱镜或光栅的波长盘，可以改变单色器出射光束的波长；调节出入射狭缝隙的宽度， 可以改变出射光束的带宽和单色光的纯度。 光栅：光栅有透射光栅和反射光栅，实际应用的都是反射光栅，它又可分为平面反射光栅 （即通称的反射光栅或闪烁光栅）和凹面反射光栅两类，凹面反射光栅可以起色散元件和 准直镜两个作用，使色散后的光束聚焦于出射狭缝，得到锐线光谱。 光栅的刻制方法有两种： 机刻光栅：用金

35、刚刀挤压镀于硬质玻璃上 0.51 的铝反射层而得。刻制工作量极大，一般 每分钟只能刻 10 条线，刻 100mm 宽的 600 线/mm 的光栅要 100 小时。最多刻到 3600 线 /mm。由于其制造周期长，成本高，一般只能制得少量的母光栅，而实际应用的多是复制 光栅，即在母光栅上涂上硅油，再镀上一层铝，用环氧树脂粘下来，就得到复制光栅。机 刻光栅的缺点是线槽稍有缺陷时就会出现“鬼线”，即位于光谱强线两侧的模糊不清的假线。全息光栅：用全息照相法刻制的高精度光栅。即用高强度的相干性极好的单色光，如激光， 用高分辨的感光材料光致抗蚀剂记录干涉条纹，曝光 1 小时，化学处理掉受光部分， 再进行真

36、空镀膜（镀铝） ，得到全息反射光栅。这种光栅几乎没有线槽间的周期误差，几乎 没有“鬼线”，杂散光很少。最大线槽密度可达 6500 线/mm，最大直径可达 400mm，刻线越 多，分辨率就越高，最常用的是 12001500 线/mm 的全息光栅。 狭缝、光谱频带宽度和分辨率： 出射狭缝的宽度通常有两种表示方法：一为狭缝的实际宽度，以毫米（mm）表示，另一 种为光谱频带宽度，即指由出射狭缝射出光束的光谱宽度，以毫微米 nm 表示。例如，出 射狭缝的宽度是 6nm，并不是说出射狭缝的宽度是 6nm，而是指由此狭缝射出的光具有 6nm 的光谱带宽。 纯粹的单色光只是一种理想情况，分光光度计所能得到的“

37、单色光”，实际上只是具有一定 波长范围的谱带，狭缝越宽，所包括的波长范围也愈宽。 对单色光纯度来说，狭缝是愈窄 愈好，但光的强度也就越弱，因此狭缝不能无限制地小，狭缝的最小宽度取决于检测器能 准确地进行测量的最小光能量。目前达到的最小宽度为 0.1nm。 光谱有效频带宽度“b”是检测器检测到的光能量为峰值一半处的二点间的波长间隔， 如下图所示： 光强度 P b 光谱有效频带宽（nm） b 狭缝宽度（mm） 1/2h 线色散率 b 光谱有效频带宽 b d波长差 1/2h dS出射狭缝平面上二条 波长 光线（d）所分开的距离（mm） 由上式可以看出，b与 b 成正比， 与线色散率成反比。线色散率越

38、大，则可得到的有效频 带宽度越小。 分辨率：是仪器对相邻的两个峰可分辨的最小波长间隔，是仪器分辨邻近二条谱线的能力。分辨率 ： 例如若可分开钠双线：则 高的分辨率可达：R=105。 所以，狭缝宽度 b 越小，光谱带宽 b越小，分辨率就越高。 何种情况算是能够分辨：定义为二条谱线的峰与谷处于同一位置时，此二个峰认为是刚好 能分辨。 由于光栅分光其色散是线性的，所以只用一种狭缝宽度对各种波长的光的测量，其分辨率 都相同，即狭缝宽度不必经常调节。只要光强能达到要求，应使用尽可能小的狭缝宽度， 以提高分辨率。 样品室：包括有池架、吸收池（即比色杯） 、以及各种可更换的附件。池架有普通池架 和恒温池架，

39、恒温池架有水恒温池架和电恒温池架。水恒温池架需用循环水恒温装置打入 循环水保持池架恒温，控温精度为 0.1，电恒温池架十分昂贵，控温精度可达 0.05。 吸收池有光学玻璃杯和石英玻璃杯两种。光学玻璃杯因为普通光学玻璃吸收紫外光，因此 只能用于可见光，适用波长范围是 400nm2000nm。石英玻璃杯可透过紫外光、可见光和 红外光， 是最常使用的吸收池，使用波长范围是 180nm3000nm。 吸收池的形状有长方形，方形和园筒形，光程可由 0.1cm 至 10cm，最常用的是 1cm 池 （容积 3ml） ，光程要求极精确，透光的玻璃面要严格垂直于光路，有的石英杯上方刻有箭 头“”，标明杯子使用

40、时的透光方向，反方向使用会有偏差。 有各种用途的石英吸收池：如液体池、气体池、微量池（容积 5l1ml） 、流动池（测量 连续流动的样品） 、长光径池（测量稀溶液用） 、可装拆池（便于清洗）等。 石英杯通常还配有玻璃或塑料盖，用以防止样品挥发和氧化，以及杯内样品的快速混合。吸收池使用注意事项： 要彻底清洗，尤其是盛过蛋白质等溶液，干后形成一层膜，不易洗去，通常杯子不用时 可放在 1洗洁净液中浸泡，去污效果好，使用时用水冲洗干净，要求杯壁不挂水珠，还 可以用绸布丝线或软塑料制作一个小刷子清洗杯子。 严禁用手指触摸透光面，因指纹不易洗净。严禁用硬纸和布擦拭透光面，只能使用镜头 纸和绸布。 严禁加热

41、烘烤。急用干的杯子时，可用酒精荡洗后用冷风吹干。决不可用超声波清洗器 清洗。 吸收池的校正：要固定参比杯和样品杯，可在杯的毛玻璃面上写上记号。用盛有参比液 的参比杯和样品杯测定吸光度“A0”，样品杯换上样品液后测定的吸光度为“A1”，则校正后 的实际吸光度 A 为： A= A1A0 高档的分光光度计有自动置零系统，可将二个杯子的偏差置零。 其他重要附件：高档分光光度计的样品室还可以更换各种重要附件，用于各种特殊量测。 如换上“积分球”，可用来检测微弱透光和不透光的样品。换上“凝胶扫描装置”，可用于电 泳凝胶胶条上样品带的扫描测量。 检测器： 检测器是一种光电转换设备，即把光强度以电讯号显示出来

42、，常用的检测器有光电管，光 电倍增管和光电二极管等三种。 光电管：光电管可检测 10 微微安（10-11A）的光电流，管内抽真空充入惰性气体，常 用国产真空光电管有 GD-5 兰敏光电管（适用波长为 210625nm） ；GD-6 红敏光电管（适 用波长为 6251000nm） 。751 型分光光度计即使用这两只光电管。 光电倍增管：它是检测弱光的最灵敏最常用的光电元件，其灵敏度比光电管高 200 多倍，光电子由阴极到阳极重复发射 9 次以上，每一个光电子最后可产生 106107 个电子，因此 总放大倍数可达 106107 倍，光电倍增管的响应时间极短，能检测 10-810-9 秒级的脉 冲光

43、。其灵敏度与光电管一样受到暗电流的限制，暗电流主要来自阴极发射的热电子和电 极间的漏电。 光电二极管：其原理是这种硅二极管受紫外近红外辐射照射时，其导电性增强的大小 与光强或正比。近年来分光光度计使用光电二极管作检测器在增加，虽然其灵敏度还赶不 上光电倍增管，但它的稳定性更好，使用寿命更长，价格便宜，因而许多著名品牌的高档 分光光度计都在使用它作检测器。尤其值得注意的是由于计算机技术的飞速发展，使用光 电二极管的二极管阵列分光光度计有了很大的发展，二极管数目已达 1024 个，大大提高了 分辨率。这种新型分光光度计的特点是“后分光”，即氘灯发射的光经透镜聚焦后穿过样品 吸收池，经全息光栅色散后

44、被二极管阵列的各个二极管接收，信号由计算机进行处理和存 储，因而扫描速度极快，约 10ms 就可完成全波段扫描，绘出吸光度、波长和时间的三维 立体色谱图，可以最方便快速地得到任一波长的吸收数据，它最适宜用于动力学测定，也 是高效液相色谱仪最理想的检测器。 显示装置： 低档分光光度计现在已都使用数字显示，有的还连有打印机。现代高性能分光光度计均可 以连接微机，而且有的主机还使用带液晶或 CRT 荧屏显示的微处理机和打印绘图机，有的 还带有标准软驱，存取数据更加方便（例如 SPECORD 200） 。 6.3 分光光度法在生化实验技术中的应用： 分光光度计除用于常规的吸光度测定和吸收光谱的扫描外，

45、常用的分光光度法还有导数分 光光度法、催化动力学分光光度法和差示分光光度法等。 在生化实验中主要用于氨基酸含量的测定、蛋白质含量的测定、核酸的测定、酶活力测定、 生物大分子的鉴定和酶催化反应动力学的研究等。吸光光度法及吸光光度法及 722722 型分光光度计的使用型分光光度计的使用点击次数：2011 发布日期：2008-10-28 来源：本站 仅供参考，谢绝转载，否则责任自负一：吸光光度法基于物质对不同波长的光波具有选择性吸收的能力而建立起来的分析方法。（一） 光线：光线的波长： 200nm-400nm 紫外线*400-750nm 可见光*750nm 红外线光具有波粒二相性，波长不同，其能量不

46、同。（二） 物质的吸收光谱及颜色：1 物质的原子吸收光谱和原子发射光谱：原子的最外层电子可以选择性吸收特征波长的电磁波成为激发态而产生的光谱称为原子吸收光谱。激发态原子恢复到基态，则释放出特征波长的光子，形成原子发射光谱。不同的溶液其光谱不同，即不同溶液对不同波长的光其吸收能力不同，对某一特定波长的光存在吸收峰。2 可见光由赤橙黄绿青兰紫等能量不同的光线组成，当可见光穿过某一溶液时，由于特定波长的光被吸收而使溶液呈现相应的颜色。（如 CuSO4 由于吸收了可见光中的黄光(600nm)而成蓝色）不同颜色的溶液对不同波长的光其吸收能力不同。（三） 光吸收的基本定律（Lambert-Beer 定律）

47、：一束平行单色光（Io）通过有色的透明溶液时，一部分的光可以透过溶液（It），另一部分被溶液吸收（Ia）,还有一部分被器皿表面反射（Ir）,则：Io=It+Ia+Ir 。那么，该溶液透光率为: T = It / Io 。1 Lambert 定律：设有一束平行单色光,通过液层厚度为 b 的均匀透明溶液,则溶液对光的吸收能力:A=Ig(Io/It)=Ig(1/T)=k2bk2 为吸光系数，为常数。与入射光波长、溶液性质、浓度和温度有关；A 为吸光度（又称光密度O.D 或消光度 E），当入射光波长、吸光溶液的浓度和温度一定时，A 与 b 成正比。2 Beer 定律：设有一束平行单色光,通过浓度为 c

48、 的均匀透明溶液,则溶液对光的吸收能力:A=Ig(Io/It)=Ig(1/T)=k4ck2 为常数。由 Beer 定律可知：当入射光波长、吸光溶液的厚度和温度一定时，A 与 c 成正比。3 Lambert-Beer 定律：综合 1.2.得： A=Kbc ,即：当入射光波长、吸光溶液的性质和温度一定时，A 与 b、c 成正比。（四） 吸光光度法的基本原理：1、 不同物质，由于其分子结构和原子组成不同，故对光的吸收光谱不同（如：CuSO4），在测定不同颜色的物质浓度时要用最大吸收的波长的入射光，这样测量的灵敏度最高。2、 同一种物质，若浓度不同，则对同一波长的入射光的吸收能力（吸光度）也不同，且成正比关系。3、 应此，利用特定波长的单色光（通常用最大吸收波长的入射光）照射不同浓度的某一溶液时，所得的吸光度大小应与溶液浓度呈线性关系，故可利用该线性关系通过计算或查标准曲线来求得未知溶液的浓度。（五） 吸光光度法特点：1 灵敏度高：mg%级、甚至 ug%级。2 准确度高：误差 2-5%3 操作简便、快速，仪器设备不复杂，价