( l) 分光部分:

要設(shè)計(jì)一個(gè)八路光路系統(tǒng), 首先得要求光路的光強(qiáng)基本一致, 光的特性不能改變。為此選用以光導(dǎo)纖維方式作為分光系統(tǒng), 原理較為簡(jiǎn)單, 把光導(dǎo)纖維的一端作為光的人射端, 然后把光導(dǎo)纖維的另一端分成八路并將其作為出射端。因?yàn)橹恍枰ㄩL(zhǎng)為41 o ln 光的能量的傳遞。所以在選材過(guò)程中, 無(wú)需采用成像的光導(dǎo)纖維, 只要采用普通的光導(dǎo)纖維, 在一定的加工條件下, 便可以得到光導(dǎo)纖維的能量幾乎相等的每路光和在傳導(dǎo)過(guò)程中光能量損失最小的光導(dǎo)纖維。該項(xiàng)技術(shù)已申請(qǐng)專利。

( 2 ) 單色光系統(tǒng):

儀器的要求在4 10 lun 波長(zhǎng)處進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)量酶的抑制反應(yīng)過(guò)程, 所以用干涉濾色片就可以得到單色光。為追求較好的單色性能, 選用41 0 ln 土3mn 的干涉濾色片。這里注意在炙熱的光照下, 濾色片的中心波長(zhǎng)會(huì)隨長(zhǎng)時(shí)間的照射有緩慢的偏移, 所以要在濾色片前加上一塊隔熱9K 玻璃。

( 3) 光路聚焦:光在光導(dǎo)纖維的傳輸過(guò)程是一種全反射的過(guò)程, 所輸人的光和輸出的光有一定關(guān)系。該系統(tǒng)采用帶聚焦的人射光( 有人射角的光), 故輸出的光有一定的發(fā)散性。按照分光光度計(jì)的原理要將光聚焦到樣品池中間, 才能提高光的能量和光的透過(guò)率準(zhǔn)確度, 所以在光導(dǎo)纖維的每路光的出射端增加一塊可調(diào)節(jié)的小型球面透射鏡, 使它在光電接收器上形成直徑為3~ 的光斑。

( 4 ) 光源部分:

通常分光光度計(jì)中的光源采用鹵素?zé)? 鹵素?zé)舻奶攸c(diǎn)是有相對(duì)高的光能量, 壽命比較長(zhǎng)。由于該系統(tǒng)用八路分光方式, 光能量要比一般儀器小的多

。為此在一定的燈源功率下采用進(jìn)口的自帶焦距的聚焦鹵素?zé)? 使其光能量至少提高3 倍。以滿足系統(tǒng)的要求, 也使信噪比降為最小。

( 5) 電源部分:

這里著重說(shuō)明光源的供電部分。由于是八路分光系統(tǒng), 每路光的光源能量相對(duì)較低, 電源的紋波系數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響非常之大, 所以在設(shè)計(jì)的燈電源的時(shí)候要求紋波系數(shù)要小于5腳。

( 6) 光電接收系統(tǒng):

為同時(shí)接收八路光的能量, 必須采用八個(gè)光電池作為接收器, 為使接收器的裝置小型化, 沒(méi)有采用八個(gè)前置放大器, 而直接用選片器選擇每路光的信號(hào), 然后用一個(gè)前置放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的要求。儀器采用4 x 4mtn 的硅光電池, 硅光電池所輸出的電信號(hào)直接用選片控制器選擇每路信號(hào), 并將每路所采集的光電信號(hào)通過(guò)前置放大器進(jìn)行放大處理( 這種方法要注意前置的噪聲, 要盡量使信噪比為最小)。然后通過(guò)VI F轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將信號(hào)變成數(shù)字脈沖信號(hào), 在儀器中所采用的信號(hào)量控制在粼刃幻七左右。這里著重要提到的是最高的信號(hào)量和最小的信號(hào)量相差盡量不要超過(guò)30 %。所相差的能量可以用單片機(jī)的程序進(jìn)行修正。

要使儀器穩(wěn)定和讀數(shù)的準(zhǔn)確,VI F 轉(zhuǎn)換后的信號(hào)波形, 不能有缺陷和漏碼, 以保證信號(hào)的真實(shí)性。

( 7) 單片機(jī)處理系統(tǒng):

單片機(jī)的主要功能是對(duì)VI F 信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理, 顯示出吸光度的數(shù)據(jù)( A 值) 和抑制率的數(shù)值。這里著重談抑制率的計(jì)算方法:

抑制率( % ) = 以△與一△A t ) /△AO〕x 10 %

式中二△與— 對(duì)照溶液反應(yīng)3 m in 吸光值的變化值

從tes - e 樣品溶液反應(yīng)3 11 111 1 吸光值的變化值

上述的方程顯示出是對(duì)每路光三分鐘前的電信號(hào)和三分鐘后的電信號(hào)之間的運(yùn)算, 要求CUP 控制選片信號(hào)對(duì)八路光的電信號(hào)在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)采集完成。為追求儀器顯示每一組數(shù)值的正確性, 要求在測(cè)試第二組樣品時(shí), 刪除第一組樣品的數(shù)值記錄。只有三分鐘完成測(cè)試并打印數(shù)據(jù), 才是唯一好的數(shù)據(jù)。也可以用上層軟件, 通過(guò)CP 機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)。

( 8) 儀器的檢測(cè):

下面列舉幾個(gè)重要指標(biāo)的測(cè)試要求:

a) 透射比的示值誤差與重復(fù)性;

參照BJ /9T 3 24 一19 9 《可見(jiàn)分光光度計(jì)中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定, 用中性濾色片( 10 %,20 %,30 % ) 進(jìn)行測(cè)試及運(yùn)算, 其結(jié)果透射比的示值誤差小于士3% : , 透射比的重復(fù)性小于l % : 。滿足以上的條件才能使儀器測(cè)量精度比較準(zhǔn)確。

b) 抑制率的示值誤差和重復(fù)性:

本儀器是一種專用的測(cè)試農(nóng)藥殘留的儀器, 抑制率指標(biāo)是儀器的最重要的指標(biāo), 所以要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)BG I巧以為.19 一創(chuàng)I 眾《蔬菜中有機(jī)磷和氨基酸甲醋類農(nóng)藥殘毒量快速檢測(cè)方法》中較為重要的甲胺磷的作為標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)試, 每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品三次測(cè)試的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之差為抑制率的示值誤差。抑制率的重復(fù)性是七次的示值誤差通過(guò)運(yùn)算公式所得出的數(shù)值。下面介紹運(yùn)算公式:

抑制率重復(fù)性用標(biāo)準(zhǔn)偏差S 表示( 單位為% )本儀器的示值誤差小于10 %, 抑制率重復(fù)性小于5%。樣品的不均勻性是客觀存在的, 因此該指標(biāo)滿足數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求。

4.結(jié)論:該儀器是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求而設(shè)計(jì)的, 完全滿足中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)N Y門(mén)切4 8 一2X() 1《蔬菜上有機(jī)磷和氨基甲酸醋類農(nóng)藥殘毒快速檢測(cè)方法》的要求。通過(guò)在蔬菜基地、大型超市及瓜果出口基地大量實(shí)驗(yàn)表明, 儀器工作穩(wěn)定可靠, 具有分析精度高、重復(fù)性好( 達(dá)到95 % 以上)、使用方便等特點(diǎn)。