關于紫外-可見分光光度計光源燈更換后的調整

(天美(中國)科學儀器有限公司，北京 100107)

1 前 言

眾所周知，紫外可見分光光度計的光源部需要經常更換光源燈(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行；如果儀器用戶自己可以掌握這種更換和調整技術，既能節約等待時間又能節省維修費用，可謂一舉兩得。雖然有些用戶也曾經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，他們將這種更換光源燈的工作看做與更換室內照明燈泡的性質一樣，認為只要換上的光源燈被點亮即萬事大吉；為此、我以日立U-3010型分光光度計為例，談談這方面的調整要領。

2 光源燈室的構造

(1)簡易型的儀器

一般簡易型分光光度計的光源室僅僅設計了一支鎢燈來涵蓋整個波長區域的使用，由于鎢燈的能量在紫外區很弱，因此，此類儀器在紫外區的測量信號的噪聲較大。

當然、也有專用的紫外分光光度計(如液相檢測器或核酸蛋白儀等)，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區域內的高信噪比，目前的儀器均采用兩只光源燈互補使用，即在紫外區采用氘燈，而在可見區使用鎢燈，兩只燈的選擇采用旋轉光源鏡來切換；圖1為這種光源室的鳥瞰實例圖(注：圖以日立U-3010機型為例，以下同)；圖中左側是氘燈，右側是鎢燈，上方是去往單色器的進光孔，下方就是轉換光源鏡。

圖1 燈室鳥瞰

3 光源燈更換后為何要調整？

分光光度計有一個技術指標，稱為“基線噪聲”，也就是“信噪比”，英文表示為S/N；簡單地講信噪比越大測量的結果精度越高。要想達到最佳信噪比，光源的調整就凸現重要了；關于這個調整的物理意義，用儀器術語解釋：就是讓光源燈發出的實際光束與光路理論光軸完全重合。用形象語言解釋：就是讓光源發出的光束的最強點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，加之每支燈的構造的微小差異，致使其發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點照射到狹縫的中央處，這是客觀存在。為此，唯一可以補償這一缺憾的辦法就是調整光源鏡的反射角度。但是對于許多使用者而言，往往不清楚這個調整步驟的重要性。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整，圖2就是日立U-3010分光光度計燈室內光源鏡的示意圖。

圖2 光源鏡示意圖

示意圖說明：

螺 絲：為內六角調整螺絲，共3個，分別為A，B，C；

螺 母：為鎖定螺母(調整螺母時先松開鎖定螺母，調好后再鎖緊)；

螺絲A ：為氘燈和鎢燈共用垂直光束調整螺絲；

螺母B ：為氘燈水平光束調整螺絲；

螺母C ：為鎢燈水平光束調整螺絲；

4 如何調整光源鏡？

(1)準備工作：

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

圖3 取下燈室后蓋

圖4 暴露光源鏡

(2)更換氘燈后的調整方法(適用于U-3010)：

測量模式設定為：E(S)或E(R)(單光束模式)；

光源設定為：僅用D2燈；

光電管高壓：選固定模式，電壓設定為300V左右；

波長設定為：656.1nm(氘燈的特征波長)。

仔細調整光源鏡A和B兩個定位螺釘，使顯示屏右上角的能量顯示值達到最大。如圖5。

圖5 調整氘燈光束

說 明：

① 氘燈原本在可見區是沒有能量的，但是卻在656.1nm處出現一條氘燈的特定譜線，當氘燈的發射光束達到最佳位置時，這條特殊的譜線峰值也會達到最高，儀器正是利用這個峰值變化來監控氘燈是否調整到最佳位置的。

② 實施此項調整時，儀器的測量模式不能選擇透過率或吸光度模式，一定要設定為單光束或能量監測模式，否則氘燈特征譜線看不到。

(3)更換鎢燈后的調整方法(適用于U-3010)：

測量模式設定為：T%；

光源設定為：僅用WI燈；

光電管高壓：選自動模式；

波長設定為：600nm。

仔細調整光源鏡A和C兩個定位螺釘，使顯示屏右上角的透過率顯示值最大。

如圖6所示。

圖6 調整鎢燈光束

5 注意事項：

(1) 光源鏡背部的螺釘A為燈光束垂直方向的調整螺釘，該螺釘調整時要兼顧兩個燈的能量，但主要照顧氘燈的能量，因為氘燈的能量是鎢燈的1/5；

(2) 雖然大多情況下僅僅更換一只光源燈，但調整時兩只燈的情況均要兼顧檢查；

(3)調整后要做儀器基線平坦度及噪聲水平的測試，以檢驗調整的效果；

(4)不同的分光儀器的燈室構造可能有所不同，但調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。