(天美(中國(guó))科學(xué)儀器有限公司，北京 100107)

1 前 言

眾所周知，紫外可見分光光度計(jì)的光源部需要經(jīng)常更換光源燈(鎢燈或氘燈)，一般來說這種工作均由儀器廠家的工程師來進(jìn)行；如果儀器用戶自己可以掌握這種更換和調(diào)整技術(shù)，既能節(jié)約等待時(shí)間又能節(jié)省維修費(fèi)用，可謂一舉兩得。雖然有些用戶也曾經(jīng)自行嘗試過這種工作，但往往效果不太理想，究其原因則是沒有掌握要領(lǐng)，他們將這種更換光源燈的工作看做與更換室內(nèi)照明燈泡的性質(zhì)一樣，認(rèn)為只要換上的光源燈被點(diǎn)亮即萬事大吉；為此、我以日立U-3010型分光光度計(jì)為例，談?wù)勥@方面的調(diào)整要領(lǐng)。

2 光源燈室的構(gòu)造

(1)簡(jiǎn)易型的儀器

一般簡(jiǎn)易型分光光度計(jì)的光源室僅僅設(shè)計(jì)了一支鎢燈來涵蓋整個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域的使用，由于鎢燈的能量在紫外區(qū)很弱，因此，此類儀器在紫外區(qū)的測(cè)量信號(hào)的噪聲較大。

當(dāng)然、也有專用的紫外分光光度計(jì)(如液相檢測(cè)器或核酸蛋白儀等)，同理、光源燈就改用一支氘燈了。

(2)中、高檔型的儀器

為了保障在190～1100nm區(qū)域內(nèi)的高信噪比，目前的儀器均采用兩只光源燈互補(bǔ)使用，即在紫外區(qū)采用氘燈，而在可見區(qū)使用鎢燈，兩只燈的選擇采用旋轉(zhuǎn)光源鏡來切換；圖1為這種光源室的鳥瞰實(shí)例圖(注：圖以日立U-3010機(jī)型為例，以下同)；圖中左側(cè)是氘燈，右側(cè)是鎢燈，上方是去往單色器的進(jìn)光孔，下方就是轉(zhuǎn)換光源鏡。

圖1 燈室鳥瞰

3 光源燈更換后為何要調(diào)整？

分光光度計(jì)有一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，稱為“基線噪聲”，也就是“信噪比”，英文表示為S/N；簡(jiǎn)單地講信噪比越大測(cè)量的結(jié)果精度越高。要想達(dá)到最佳信噪比，光源的調(diào)整就凸現(xiàn)重要了；關(guān)于這個(gè)調(diào)整的物理意義，用儀器術(shù)語(yǔ)解釋：就是讓光源燈發(fā)出的實(shí)際光束與光路理論光軸完全重合。用形象語(yǔ)言解釋：就是讓光源發(fā)出的光束的最強(qiáng)點(diǎn)完全照射到儀器單色器的入口狹縫的中央處。

由于安裝光源燈的燈座一般是固定式的，加之每支燈的構(gòu)造的微小差異，致使其發(fā)射出的光束在三維空間中的位置也不盡相同；所以更換光源燈后，很難保證光束的最強(qiáng)點(diǎn)照射到狹縫的中央處，這是客觀存在。為此，唯一可以補(bǔ)償這一缺憾的辦法就是調(diào)整光源鏡的反射角度。但是對(duì)于許多使用者而言，往往不清楚這個(gè)調(diào)整步驟的重要性。一般來講、含有氘燈和鎢燈兩種光源的儀器的光源鏡均可以調(diào)整，圖2就是日立U-3010分光光度計(jì)燈室內(nèi)光源鏡的示意圖。

圖2 光源鏡示意圖

示意圖說明：

螺 絲：為內(nèi)六角調(diào)整螺絲，共3個(gè)，分別為A，B，C；

螺 母：為鎖定螺母(調(diào)整螺母時(shí)先松開鎖定螺母，調(diào)好后再鎖緊)；

螺絲A ：為氘燈和鎢燈共用垂直光束調(diào)整螺絲；

螺母B ：為氘燈水平光束調(diào)整螺絲；

螺母C ：為鎢燈水平光束調(diào)整螺絲；

4 如何調(diào)整光源鏡？

(1)準(zhǔn)備工作：

光源鏡位置調(diào)整時(shí)，樣品室內(nèi)必須保證無任何樣品，如安裝有其他附件時(shí)(如：積分球、反射附件等)請(qǐng)暫時(shí)取出。同時(shí)打開燈室的后蓋和上蓋，以便更換光源燈和調(diào)整光源鏡；參看圖3、4。

圖3 取下燈室后蓋

圖4 暴露光源鏡

(2)更換氘燈后的調(diào)整方法(適用于U-3010)：

測(cè)量模式設(shè)定為：E(S)或E(R)(單光束模式)；

光源設(shè)定為：僅用D2燈；

光電管高壓：選固定模式，電壓設(shè)定為300V左右；

波長(zhǎng)設(shè)定為：656.1nm(氘燈的特征波長(zhǎng))。

仔細(xì)調(diào)整光源鏡A和B兩個(gè)定位螺釘，使顯示屏右上角的能量顯示值達(dá)到最大。如圖5。

圖5 調(diào)整氘燈光束

說 明：

① 氘燈原本在可見區(qū)是沒有能量的，但是卻在656.1nm處出現(xiàn)一條氘燈的特定譜線，當(dāng)氘燈的發(fā)射光束達(dá)到最佳位置時(shí)，這條特殊的譜線峰值也會(huì)達(dá)到最高，儀器正是利用這個(gè)峰值變化來監(jiān)控氘燈是否調(diào)整到最佳位置的。

② 實(shí)施此項(xiàng)調(diào)整時(shí)，儀器的測(cè)量模式不能選擇透過率或吸光度模式，一定要設(shè)定為單光束或能量監(jiān)測(cè)模式，否則氘燈特征譜線看不到。

(3)更換鎢燈后的調(diào)整方法(適用于U-3010)：

測(cè)量模式設(shè)定為：T%；

光源設(shè)定為：僅用WI燈；

光電管高壓：選自動(dòng)模式；

波長(zhǎng)設(shè)定為：600nm。

仔細(xì)調(diào)整光源鏡A和C兩個(gè)定位螺釘，使顯示屏右上角的透過率顯示值最大。

如圖6所示。

圖6 調(diào)整鎢燈光束

5 注意事項(xiàng)：

(1) 光源鏡背部的螺釘A為燈光束垂直方向的調(diào)整螺釘，該螺釘調(diào)整時(shí)要兼顧兩個(gè)燈的能量，但主要照顧氘燈的能量，因?yàn)殡疅舻哪芰渴擎u燈的1/5；

(2) 雖然大多情況下僅僅更換一只光源燈，但調(diào)整時(shí)兩只燈的情況均要兼顧檢查；

(3)調(diào)整后要做儀器基線平坦度及噪聲水平的測(cè)試，以檢驗(yàn)調(diào)整的效果；

(4)不同的分光儀器的燈室構(gòu)造可能有所不同，但調(diào)整思路基本是一通百通的，故本文僅僅起到拋磚引玉的作用。