搜集了國內(nèi)外37 個(gè)廠家的152 種不同型號(hào)紫外可見分光光度計(jì)資料, 一部分資料是廠家或經(jīng)銷商提供的產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)文本資料, 絕大部分資料來源于生產(chǎn)廠家以及經(jīng)銷商的網(wǎng)站。
國外的廠家及型號(hào)主要有:Perkin Elmer Instruments(PE)的Lambda 系列,Varian Analytical Instruments(瓦里安)的Cary 系列,Beckman Coulter Inc(貝克曼)的DU 系列,Hitachi Instruments Inc(日立)的U3 系列, ShimadzuScientific Instruments (島津)的UV 系列、MS 、PharmaSpec 及Bio 系列, Jasco Corp Ltd 的V 系列,AgilentTechnologies(安捷倫)的HP 系列,OceanOptics(海洋光學(xué))的S 系列、USB2000 及PC2000 ,Amersham PharmaciaBiotech 的Ultrospec pro 系列, Spectronic Unicam(即Thermo Spectronic)的Genesys 系列、UV 系列及Nicolet Evolution 系列,Aurora Instruments Ltd 的UV 系列,GBC Scientific Equipment Ltd 的Cintra 系列, Bio -Tek 的PowerWave 系列, Hach 的DR 列, Cecil Instruments
Ltd .的1/2/3/4000 系列、7200 、9200 及Aurius 、Aquarius 系列, Labomed Inc 的UVS 、UVD 系列, CamspecScientific Instruments 的M 系Scinco CO .Ltd 的S系列, Sherwood Scientific Ltd 的320 , Spectral InstrumentsInc 的420/440 , Jenway Techne Inc 的6*05 系列, Stellar-Net Inc 的EPP2000 , 此外, 還包括Turner Designs Inc .、World Precision Inst .、Bestech Instruments 、Secomam 、Molecular Devices Corp 等等。國內(nèi)的產(chǎn)品主要有上海分析儀器總廠的75 和76 系列、上海棱光的S51/2/3/4 、天美科學(xué)儀器有限公司8500 、北京普析通用儀器公司TU-系列、北京瑞利分析儀器公司UV1/9100 系列、天津光學(xué)儀器廠的WFZ 系列等等。綜合分析和比較各種型號(hào)紫外可見分光光度計(jì)的技術(shù)性能指標(biāo), 概括如表1 。結(jié)合該表, 對(duì)各紫外可見分光光度計(jì)的性能指標(biāo)進(jìn)一步作簡(jiǎn)單評(píng)述。光譜范圍 紫外可見光譜區(qū)通常指190nm ~780nm 的波長(zhǎng)范圍, 但實(shí)際的分光光度計(jì)設(shè)計(jì)中, 經(jīng)常將波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向拓展, 進(jìn)入短波近紅外區(qū)。在120 多種國外產(chǎn)品中, 有52 種波長(zhǎng)≤900nm , 其中≤800nm 的僅11 種。而>900nm 的有72 種, 占了多數(shù)。固定光柵型受硅陣列探測(cè)器的限制, 1100nm 是其波長(zhǎng)的上限。掃描光柵型使用分立光電器件, 波長(zhǎng)的擴(kuò)
展更為靈活。最特殊的是Varian 的Cary6000i(175 ~1800nm)、Shimadzu 的UV3101PC(190 ~ 3200nm)和Jasco 的V-570(190 ~ 2500nm), 通過切換光柵和探測(cè)元件, 使儀器的光譜范圍覆蓋了紫外、可見和近紅外區(qū), 可滿足一機(jī)多用的需要。
波長(zhǎng)的準(zhǔn)確性 僅有16 種偏差超過1nm, 其余大多在0 .1 ~ 1 之間。其中突出的是Varian 的Cary100/300 , 它們?cè)?56 .1nm 處的波長(zhǎng)準(zhǔn)確性達(dá)到了0 .02nm 的水平。波長(zhǎng)重復(fù)性大于0 .5nm 的僅7 種,0 .1 ~ 0 .5nm 之間的占了多數(shù), 共有68 種, 還有相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品達(dá)到了優(yōu)于0 .1nm 的水平。如Agilent 的8453(0 .02)、Beckman 的DU7000series(0 .05)、Camspec的M400T/PC(0 .05)、GBC 的Centra10/20/40(0 .04)、Hitachi 的U3010/3310(0 .05)、Perkin Elmer 的Lambda系列(0 .02 ~ 0 .05)、Scinco CO 的S -1100/3130/3150(0 .02)、Shimadzu 的MS1500(0 .01)和UV1201(0 .03)、Varian 的Cary 系列(0 .008 ~ 0 .025)等。雖然從原理上, 固定光柵型的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)固定、簡(jiǎn)單, 易于實(shí)現(xiàn)好的波長(zhǎng)準(zhǔn)確性和重復(fù)性, 但掃描光柵的設(shè)計(jì)制造工藝已十分成熟, 從性能指標(biāo)看, 最突出的Cary 系列、Lambda系列都是掃描光柵型的產(chǎn)品。
分辨率 掃描光柵型通過改變狹縫寬度可選擇分辨率,Varian 的Cary4000 最高做到了0 .05nm , 上海分析儀器總廠的760mc 也可達(dá)到0 .08nm 。固定光柵型受到陣列探測(cè)器的長(zhǎng)度和像元數(shù)量限制, 除非光譜范圍很窄, 否則分辨率是很難高于0 .1nm 量級(jí)的。掃描速率 大多在100 ~ 4000nm/min , Varian 的Cary50 最高實(shí)現(xiàn)了24000nm/min , Cary4000 也有20000nm/min 。但與固定光柵型最短ms 量級(jí)完成全光譜測(cè)量的速度相比, 仍是較慢的。吸光度 普遍可達(dá)到2 ~ 3A 的水平, 共有80 種產(chǎn)品最大光度值在2 ~ 3A 之間, 另有28 種產(chǎn)品可以量測(cè)超過3A 的樣品。其中, 最高的是Varian 的Cary4000 , 達(dá)到了7A 。其余, 如Spectronic Unicam(ThermoSpectronic)的Nicolet Evolution300/500 和UV510/520
(6A)、Shimadzu 的UV2401/2501/310 PC(5A)、Jasco 的V550/560 、GBC 的Centra5/10/20/40(5A)等也有很高的水平。
雜散光 典型值是0 .01 ~ 0 .05 %T , 在國外的產(chǎn)品中共有65 種產(chǎn)品的雜散光指標(biāo)在這一范圍中。雜散光超過0 .05 %T 的產(chǎn)品有31 種, 小于0 .01 %T 的產(chǎn)品有19 種。其中, 最為突出的是Varian 的Cary4000/6000i 和Shimadzu 的UV3101PC , 它們的雜散光水平達(dá)到了令人驚訝的0 .00008 %T 。從其光學(xué)設(shè)計(jì)看, 都采用了雙單色器。與掃描光柵型產(chǎn)品相比, 固定光柵的分光光度計(jì)少了出射狹縫, 實(shí)現(xiàn)低雜散光的難度更大。從性能指標(biāo)來看, 范圍是0 .01 ~ 1 %T 。26 種固定光柵型產(chǎn)品中雜散光在0 .01 ~ 0 .05 %T 之間的有13 種, 也已達(dá)到半數(shù), 但是能夠低于0 .01 %T 的很少。我國的紫外可見分光光度計(jì), 性能指標(biāo)總體上接近國外的中等水平, 缺少高檔產(chǎn)品??疾? 家國內(nèi)企業(yè)的27 種產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)。波長(zhǎng)準(zhǔn)確性, 國外的典型水平是0 .1 ~ 1nm 。國內(nèi)產(chǎn)品中, 處于此范圍的有16 種, 基本達(dá)到同一水平, 但沒有優(yōu)于0 .1nm 的產(chǎn)品。國內(nèi)產(chǎn)品的光度準(zhǔn)確性大多以透過率表示, 水平比較接近, 均在0 .3 ~ 0 .5 %T 之間。在10 %T 處,也就是吸光度為1A 處, 將光度準(zhǔn)確性以吸光度表示,則數(shù)值為0 .013 ~ 0 .021A 。與國外產(chǎn)品有比較明顯的差距。國內(nèi)產(chǎn)品的光度重復(fù)性基本在0 .1 ~ 0 .3 %T范圍, 同樣在吸光度1A 處換算, 數(shù)值為0.004 ~ 0 .013A ,也存在距離。比較國外與國內(nèi)產(chǎn)品的雜散光的典型值, 兩者幾乎相差了一個(gè)數(shù)量級(jí)。但是已有一些較新研發(fā)的產(chǎn)品, 可以達(dá)到國外產(chǎn)品的普遍水準(zhǔn)。例如北京瑞利分析儀器公司的UV2100(0 .05T %)、北京普析通用儀器有限責(zé)任公司的TU-1901(0 .02T %)、上海分析儀器總廠761crt(0 .03T %)?;€穩(wěn)定性方面, 國產(chǎn)分光光度計(jì)與國外產(chǎn)品基本持平。但是, 有些國內(nèi)產(chǎn)品給出此項(xiàng)指標(biāo)時(shí), 標(biāo)明的測(cè)試時(shí)間僅為30 或15分鐘。從這些基本指標(biāo)的比較來看, 國產(chǎn)紫外可見分光光度計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性仍然是有待提高的。另一方面, 在儀器的控制、操作, 數(shù)據(jù)的顯示、處理、分析
上, 國內(nèi)產(chǎn)品表現(xiàn)出迅速向國外產(chǎn)品靠攏的趨勢(shì)。以功能更強(qiáng)的內(nèi)置微機(jī)或外接PC 取代單片機(jī), 利用外接PC 的顯示器或采用大面積LCD 代替簡(jiǎn)單的LED數(shù)字顯示, 提升軟件水平。在此基礎(chǔ)上, 分光光度計(jì)可具有開機(jī)自檢、波長(zhǎng)自動(dòng)校正、基線自動(dòng)記憶等功能;配備有更友好界面的操作軟件, 能夠以文件形式存取光譜, 顯示光譜曲線, 可對(duì)圖形作擴(kuò)展、壓縮、求導(dǎo)、平滑、尋峰等處理;可完成單波長(zhǎng)或多波長(zhǎng)的定量、動(dòng)力學(xué)等分析。在6 個(gè)國內(nèi)廠家的產(chǎn)品中都已出現(xiàn)了此類分光光度計(jì)。目前, 我國的紫外可見分光光度計(jì)至少在以下三個(gè)方面存在比較明顯的滯后。一是高檔的科學(xué)分析型產(chǎn)品。能夠滿足精密的科學(xué)研究和分析的很少, 采用雙單色器, 具有突出性能的國產(chǎn)分光光度計(jì)基本是空白。二是陣列探測(cè)器的應(yīng)用。
我國的產(chǎn)品仍以掃描光柵型為主, 采用陣列探測(cè)器的固定光柵型分光光度計(jì)雖然已經(jīng)起步[ 21 ~ 22] , 但進(jìn)入市場(chǎng)的仍然罕見。三是光纖的使用。市場(chǎng)上以光纖探頭取代傳統(tǒng)樣品室的設(shè)計(jì), 或可選擇外接光纖附件的國產(chǎn)紫外可見分光光度計(jì)十分缺乏。
4 結(jié) 論
紫外可見分光光度計(jì)雖然是一類有著很長(zhǎng)歷史的分析儀器, 但每一次吸收了新的技術(shù)成果都使它煥發(fā)出新的活力。掃描光柵型分光光度計(jì)依托成熟的設(shè)計(jì)制造工藝, 并結(jié)合計(jì)算機(jī)控制等新的技術(shù)成果,仍有很強(qiáng)的生命力。在很多方面, 掃描型產(chǎn)品仍代表了最高的技術(shù)水平。陣列式探測(cè)器的產(chǎn)生直接促成了固定光柵分光光度計(jì)的設(shè)計(jì), 使得它在測(cè)量地更快、更穩(wěn)定、適應(yīng)性更強(qiáng)的方向邁出了一大步。并且,從今后的發(fā)展來看, 儀器的小型化、在線化, 測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)化、實(shí)時(shí)化將是一大方向。要使分光光度計(jì)走出實(shí)驗(yàn)室, 成為一種應(yīng)用更廣, 更為普及的測(cè)量分析設(shè)備,陣列式探測(cè)器以及其它的固態(tài)式設(shè)計(jì)可發(fā)揮重要的作用。光纖也將是其中的一項(xiàng)重要技術(shù), 它已使得紫外可見分光光度計(jì)的使用變得更方便, 同時(shí)也使分光光度計(jì)的配置變得更靈活。光纖結(jié)合模塊化設(shè)計(jì), 可能使得分光光度計(jì)可以突破完全固定、靜態(tài)的組成,而變成可以自由搭配, 自助式構(gòu)建的儀器。光纖同時(shí)
也是實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量的重要手段。計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響將更為增進(jìn)。分光光度計(jì)的自動(dòng)化、智能化是一個(gè)方面。另一方面, 軟件已經(jīng)在一定程度上使實(shí)在的儀器接近了虛擬的程序, 網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的結(jié)合可能帶來進(jìn)一步的影響。除了傳統(tǒng)的空間色散的分光方式, 聲光調(diào)制濾波和傅立葉變換光譜也以其各自的特點(diǎn)表現(xiàn)出了在紫外可見波段的應(yīng)用潛力。