第二部分为数字;第三部分为标识转头由不同的金属组成。转头参数有,Rmax 、Rmin 、RCFmax 、RCFmin 、RPMmax 、K等。 4.4 离心机的应用和维护
(1)离心方法的选择: 选择合适的离心转速和离心时间,就能达到较好的分离效果。①若样品中存在两种以上质量和密度不同的样品颗粒,可采用差速离心法。②对于有密度梯度差异的样品介质,可采用密度梯度离心法。③若不同样品颗粒的密度范围在离心介质的密度梯度范围内,离心时密度不同的物质颗粒因浮力差异或向下沉降,或向上漂浮,一直移到它们各自密度恰好对应的位置(等密度点),形成区带。可采用等密度梯度离心。
(2)离心时间以及温度和pH值的确定
离心时间:依据离心方法的不同有所差别。①差速离心是指某种颗粒完全沉降到离心管底的时间。②等密度梯度离心是指颗粒完全到达等密度点的平衡时间。③密度梯度离心所需的离心时间则是指形成界限分明的区带的时间。
温度和pH值:为了防止欲分离物质的凝集、变性和失活,除了在离心介质的选择方面加以注意外,还必须控制好温度及介质溶液的pH值等离心条件。离心温度一般控制在40C左右,对于某些热稳定性较好的酶等,也可以在室温下进行。 (3)离心机的使用、维护:各类离心机因其转速高,产生的离心力大,使用不当或缺乏定期的检修和保养,都可能发生严重事故,因此使用离心机时都必须严格遵守操作规程。
(4)离心机常见故障及排除方法:①电机不转②转头的损坏③机体震动剧烈、响声异常。有许多故障为不正确操作所致,正确操作可减少或消除故障。在工作过程中,如出现任何异常现象均应立即停机,检查原因,不得强行运转,以免产生不必要的损失。
4.5 离心方法和离心机的进展
离心机的类型也越来越新颖,伊朗正在对将拥有更强力的转子,旋转速度更快,浓缩能力更强的P2离心机展开研究;俄罗斯立萨马拉医科大学的专家,已研制出了使下肢骨折患者更快地康复的新型医用离心机并用于临床治疗;国内的一种结构简单、操作方便、适应性强、安装使用维修方便、分离时颗粒不易破坏的SS型三足式离心机已广泛应用于各行业和科研实验室。
目前,离心方法已逐渐走向规范化、标准化、专业化。各种专用离心机,对所分离样品由计算机自动控制程序设定了一定的转速、相对离心力及离心时间等。
第四章 光谱分析技术及相关仪器
1.基本要求 1.1掌 握
1.1.1掌握光谱分析的基本原理和紫外-可见分光光度计的基本结构和功能。 1.1.2掌握荧光分析的基本原理和荧光光谱仪的组成。
1.1.3掌握原子吸收分光光度计和原子发射光谱仪的基本原理和结构。 1.2 熟 悉
1.2.1熟悉常用紫外-可见分光光度计的调试、使用及维护。 1.2.2熟悉荧光光谱仪的调试、使用及维护。 1.2.3熟悉原子吸收分光光度计的性能。 1.3 了 解
1.3.1 了解紫外-可见分光光度计的常见故障和进展。 1.3.2了解荧光光谱仪的应用方向。 1.3.3了解原子光谱分析仪的应用方向。 2 重点难点 2.1重 点
紫外-可见分光光度计的基本原理、基本结构、分类、调试及使用。 荧光光谱仪的基本原理、基本结构、分类、调试及使用。 原子吸收分光光度计的基本原理、基本结构及使用。
2.2 难点
2.2.1 光谱的产生和分类 2.2.2 光吸收定律
2.2.3 紫外-可见分光光度计的基本原理和性能评价。 2.2.4 荧光光谱仪的基本原理和基本结构。
2.2.5 原子吸收分光光度计和原子发射光谱仪的异同。 3.讲授学时 建议8学时~12学时 4.内容提要
4.1光谱分析技术的基础理论与光谱技术的分类 4.1.1 光谱分析技术的基础理论
1.光是由光量子组成的,具有二重性,即不连续的微粒和连续的波动性。波长和频率是光的特征。
2. 光照射到物质时,可发生折射、反射和透射。根据物质结构和含量的不同,可以得当不同的吸收光谱和发射光谱。
3. 物质的吸收光谱取决于物质的结构,包括分子吸收光谱和原子吸收光谱。分子吸收光谱包括电子、振动和转动这三种光谱。原子吸收光谱通常是线状光谱,只包括外层电子跃迁吸收的能量,位于光谱的紫外区和可见光区。
4.物质的发射光谱有三种:线状光谱、带状光谱及连续光谱。线状光谱由原子或离子被激发而发射;带状光谱由分子被激发而发射;连续光谱由炙热的固体或液体所发射。线光谱是元素的固有特征,每种元素有其特有的不变的线光谱。 4.1.2 光谱技术的分类
利用被测定组分中的分子所产生的吸收光谱进行测定的分析方法,即分子吸收法,包括可见与紫外分光光度法、红外光谱法;利用被测定组分中的分子所产生的发射光谱进行测定的分析方法,称为分子发射法,常见的有分子荧光光度法。利用被测定组分中的原子吸收光谱进行测定的分析方法,即原子吸收法;利用被
测定组分中的原子发射光谱进行测定的分析方法,称为原子发射法,包括发射光谱分析法、原子荧光法、X射线原子荧光法、质子荧光法等。 4.2 紫外-可见分光光度计
4.2.1 紫外-可见分光光度计的基本结构
紫外-可见分光光度计的基本结构由光源、单色器、样品池、检测器和放大显示系统等五部分组成。光源是提供入射光的装置,包括热辐射灯(钨灯、卤钨灯等),气体放电灯(氢灯、氘灯及氙灯等),金属弧灯(各种汞灯)等多种。单色器是将来自光源的复合光分解为单色光并分离出所需波段光束的装置,其性能直接影响射出光的纯度,从而影响测定的灵敏度、选择性及校正曲线的线性范围。吸收池是用来盛放被测溶液的器件,同时也决定着透光液层厚度,可用塑料、玻璃、石英或熔凝石英制成。检测器是把光信号转换为电信号的装置,常用的有光电管、光电倍增管、光电二极管阵列、光电池、电荷耦合器件等。信号显示系统是把放大的信号以适当的方式显示或记录下来的装置。常用的有直读检流计、电位调节指零装置、自动记录和数字显示装置等。 4.2.2 紫外-可见分光光度计的分类和各类仪器特点
按其光学系统可分为单波长分光光度计(包括单光束和双光束)和双波长分光光度计。
1.单波长单光束分光光度计是一类结构简单,使用、维护比较方便,应用广泛的分光光度计。其设计原理和结构具有以下特点:①单光束光路,从光源到试样至接收器只有一个光通道,使用中依次对参考样品和待测试样进行测定,然后将二次测定数据进行比较、计算,获得最终结果;②仪器只有一个色散元件,工作波长范围较窄;③通常采用直接接收放大显示的简单电子系统,用电表或数字显示;④结构简单、附件少、功能范围小,不能做特殊试样如浑浊样品、不透明样品等的测定。
2.单光束分光光度计检测的准确性不够稳定,不能用于精密分析。双光束分光光度计的光路设计在其出射狭缝和样品吸收池之间增加了一个光束分裂器或斩波器,作用是以一定的频率将一个光束交替分成两路,使一路经过参比溶液,另一路经过样品溶液,然后由一个检测器交替接收或由两个匹配器分别接收两路信号。这是目前国内外使用最多,性能较为完善的一类分光光度计。原理和结构特点:①从光源到检测器有试样光路和参考光路两条通路,可同时对检测样品和参考样品进行测定,直接获得检测数据,还可自动补偿检测时因条件的随机变化(如温度
变化、电源电压波动、放大器增益变化、仪器扫描、记录系统的间隙变化等)或样品中非测定组分的干扰所引起的影响,比单光束分光光度计使用更方便、准确;②一般采用两个光栅或棱镜加光栅的双单色器,能有效地提高分辨率和降低杂散光;③可以自动进行波长扫描、自动记录光谱曲线,也可以外接计算机,实现自动化运行;④可装备各种附件,光、电、机紧密结合,功能范围宽。
3.双波长分光光度计能较好的解决由于非特征吸收信号(如试样的浑浊、吸收池与空气界面以及吸收池与溶液界面的折射差别等)影响而带来的误差。其基本原理是从同一光源发出的光分为两束,分别经两个单色器分光后得到两束不同波长(λ1,λ2)的单色光,经斩光器使两束光以一定频率交替照射同一样品,然后经过检测器显示出两个波长下的吸光度差值(ΔA=Aλ1-Aλ2)。只要λ1、λ2选择适当(被测物在一个波长上有最大吸收峰,在另一个波长上没有吸收或很少吸收;而非被测物在两个波长上的吸收是相同的),ΔA就是消除了非特征性吸收干扰(即扣除了背景吸收)的吸光度值。这样即可自动扣除背景的影响。双波长分光光度计不用参比溶液,只用一个待测溶液,大大提高了检测的准确度。 4.2.3 影响分光光度法准确性的因素
影响因素有:单色性不纯、有杂散光、吸收池质量不好或使用保管不善、电压不稳、检测器负高压波动以及其它一些因素如吸光度读数刻度误差、仪器安装环境(如振动、温度变化)、化学因素(如荧光、溶剂效应等)等。 4.2.4紫外-可见分光光度计的性能评价指标
紫外-可见分光光度计的性能评价指标有波长准确度和波长重复性, 光度准确度,光度线性范围, 分辨率, 光谱带宽, 杂散光, 基线稳定度, 基线平直度等。 4.3 荧光光谱仪 4.3.1 荧光发生的机理
物质的分子吸收了照射光(如紫外线)的高能量后,处于基态最低能级的分子,被激发到第一电子激发态和其它电子激发态的各个振动能级。到达激发态的各个振动能级的分子,和周围的分子(如溶剂分子)碰撞,并把部分能量以热能的形式传给周围的分子,自己降落到单线第二电子激发态的最低振动能级。然后,由此最低振动能级向基态的各个振动能级跃迁,同时以发光的形式释放出其能量。简言之,物质经高能量射线激发后,所发出的比原激发光波较长的可见光称为荧光。荧光的发生和強度与物质的分子结构有着密切的关系。