全世界的紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)生產(chǎn)廠家有上百家產(chǎn)品型號(hào)成千上萬(wàn)但就基本結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)都是由五個(gè)部分組成即光源、單色器(單色儀)、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)指示系統(tǒng)。
光源
對(duì)光源的基本要求是：應(yīng)在儀器操作所需的光譜區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射;有足夠的輻射強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性而且輻射能量隨波長(zhǎng)的變化應(yīng)盡可能小。紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類(lèi)。熱輻射光源用于可見(jiàn)光區(qū)。如鎢絲燈和鹵鎢燈;氣體放電光掉用于紫外光區(qū)如氫燈和氘燈。
鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在340～2500nm這類(lèi)光源的輻射能量與施加的外加電壓有關(guān)，在可見(jiàn)光區(qū)輻射的能量與工作電壓的4次方成正比。光電流也與燈絲電壓的n次方(n>l)成正比。因此必須嚴(yán)格控制燈絲電壓儀器必須備有穩(wěn)壓裝置。
在近紫外區(qū)測(cè)定時(shí)常用氫燈和氘燈它們可在160～375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。氘燈的燈管內(nèi)充有氫的同位素氘它是紫外光區(qū)應(yīng)用最廣泛的一種光源其光譜分布與氫燈類(lèi)似但光強(qiáng)度比相同功率的氫燈要大3～5倍。
單色器
單色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置其主要功能應(yīng)該是能夠產(chǎn)生光譜純度高且波長(zhǎng)在紫外可見(jiàn)區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)的單色光。單色器一般由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡(透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光)、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色教元件起分光的作用。單色器的性能直接影響人射光的單色性從而也影響到測(cè)定的靈敏度、選擇性及校準(zhǔn)曲線的線性關(guān)系等。
能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。棱鏡常用的材料有玻璃和石英兩種。它們的色散原理是依據(jù)不同波長(zhǎng)光通過(guò)棱鏡時(shí)有不同的折射率而將不同波長(zhǎng)的光分開(kāi)。由于玻璃可吸收紫外光所以玻璃棱鏡只能用于350～3200nm的波長(zhǎng)范圍即只能用于可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)。石英棱鏡適用的波長(zhǎng)范圍較寬可從185～4000nm即可用于紫外、可見(jiàn)、近紅外三個(gè)光域。
光柵是利用光的衍射與干涉原理制成的。它可用于紫外、可見(jiàn)及近紅外光域而且在整個(gè)波長(zhǎng)區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。它具有色散波長(zhǎng)范圍寬、分辨本領(lǐng)高、成本低、便于保存和易于制備等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是各級(jí)光譜會(huì)重疊而產(chǎn)生干擾。
入射、出射狹縫透鏡及準(zhǔn)直鏡等光學(xué)元件中狹縫在決定單色器性能上起重要作用。狹縫的大小直接影響單色光純度但過(guò)小的狹縫又會(huì)減弱光強(qiáng)。
吸收池
吸收池用于盛放分析試樣一般有石英和玻璃材料兩種。石英池適用于可見(jiàn)光區(qū)及紫外光區(qū)玻璃吸收池只能用于可見(jiàn)光區(qū)。為減少光的反射損失吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向.在高精度的分析測(cè)定中(紫外區(qū)尤其重要),吸收池要挑選配對(duì)。因?yàn)槲粘夭牧系谋旧砦馓卣饕约拔粘氐墓獬涕L(zhǎng)度的精度等對(duì)分析結(jié)果都有影響。
檢測(cè)器
檢測(cè)器的功能是檢測(cè)光信號(hào)、測(cè)量單色光透過(guò)溶液后光強(qiáng)度變化的一種裝置常用的檢測(cè)器有光電池、光電管和光電倍增管等。它們通過(guò)光電效應(yīng)將照射到檢測(cè)器上的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。對(duì)檢測(cè)器的要求是：在測(cè)定的光譜范圍內(nèi)具有高的靈敏度;對(duì)輻射能量的響應(yīng)時(shí)間短線性關(guān)系好;對(duì)不同彼長(zhǎng)的輻射響應(yīng)均相同且可靠;噪音低，時(shí)代邵氏硬度計(jì)穩(wěn)定性好等。
硒光電池對(duì)光的敏感范圍為300～800nm其中又以500～600nm最為靈敏。這種光電池的特點(diǎn)是能產(chǎn)生可直接推動(dòng)微安表或檢流計(jì)的光電流但由于容易出現(xiàn)疲勞效應(yīng)而只能用于低檔的分光光度計(jì)中。
光電管在紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上應(yīng)用較為廣泛。它的結(jié)構(gòu)是以一彎成半圓柱形的金屬片為陰極陰極的內(nèi)表面涂有光敏層在圓柱形的中心置一金屬絲為陽(yáng)極.接受陰極釋放出的電子。兩電極密封于玻璃或石英管內(nèi)并抽成真空。陰極上光敏材料不同光譜的靈敏區(qū)也不同。可分為藍(lán)敏和紅敏兩種光電管前者是在鎳陰極表面上沉積銻和艷，可用于波長(zhǎng)范困為210～625nm;后者是在陰極表面上沉積了銀和氧化艷。可用范圍為625～1000nm。與光電池比較它有靈敏度高、光敏范圍寬、不易疲勞等優(yōu)點(diǎn)。
光電倍增管是檢測(cè)微弱光最常用的光電元件它的靈敏度比一般的光電管要高200倍因此可使用較窄的單色器狹縫從而對(duì)光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)有較好的分辨能力。
信號(hào)指示系統(tǒng)
它的作用是放大信號(hào)并以適當(dāng)方式指示或記錄下來(lái)。早期常用的信號(hào)指示裝置有直讀檢流計(jì)、電位調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動(dòng)紀(jì)錄裝置等。現(xiàn)在很多型號(hào)的分光光度計(jì)都可配套計(jì)算機(jī)使用一方面可對(duì)分光光度計(jì)進(jìn)行操作控制另一方面可進(jìn)行數(shù)據(jù)處埋。
