分光光度計作為生化分析儀的核心組成部分, 其工作方式有兩種, 光柵或棱鏡機械掃描、逐個波長輸出的串行工作方式, 基于光電二極管陣列(PDA)和電荷耦合器件(CCD)的多通道的并行工作方式。對于有多種特征吸收不同的多組分物質(zhì), 采用并行工作方式, 可分別對各物質(zhì)各自特征性吸收的不同波長進(jìn)行測定, 其具有可在同一體系中同時得到多組分結(jié)果的優(yōu)點。目前, 其并行方式的實現(xiàn), 國內(nèi)外生化分析儀主要有兩種方法:一是利用后接光譜儀測定連續(xù)光譜,二是采用傳統(tǒng)機械狹縫的像元分割, 同時監(jiān)測多個波長。此種生化分析儀一般體積較大, 且機械狹縫的精度高, 加工和安裝都具有很大的困難 。

   況且, 隨著生物技術(shù)、生命科學(xué)突飛猛進(jìn)的發(fā)展, 大量需要快速多通道測量的任務(wù)涌現(xiàn)出來, 如酶動力學(xué)反應(yīng)、生化過程研究等, 這些都分光光度計微型化提出了要求。微型生化分析儀相對傳統(tǒng)的大型生化分析儀具有體積小、攜帶方便、價格低、易于家庭化普及等優(yōu)點, 也具有巨大的市場前景。本文結(jié)合MEMS 微機械技術(shù)為分光光度計制造出了一種微硅多狹縫, 并將其用于分光光度計中, 從理論上分析了分光前后狹縫寬度與分光光度計波長帶寬之間的關(guān)系, 并試驗驗證了此種采用像元分割技術(shù)分光光度計的線性相關(guān)性。系統(tǒng)的組成和分析，本分光光度計的光路圖, 采用20 W 鹵鎢燈作為分光光度計的光源, 其波長輻射范圍為320 ～ 800 nm 。

   從光源輻射的復(fù)合光先經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后變?yōu)槠叫泄馊肷涞?/span>比色皿, 比色皿光程為7mm , 它具有一對相互平行并垂直于光束的潔凈光學(xué)窗, 內(nèi)盛樣品溶液。透射光經(jīng)聚焦透鏡進(jìn)入后分光光路的前狹縫, 使光束寬度按要求的寬度入射到準(zhǔn)直反射鏡1 上, 把光線準(zhǔn)直后入射到光柵上進(jìn)行分光, 分光后的光束再照射到成像反射鏡2 上, 最后, 經(jīng)過后狹縫進(jìn)行像元分割, 成像在出口探測器光敏面上。理論上朗伯-比爾定律只適用于單波長的光, 但實際上,分光光度計分出的光不可能是嚴(yán)格的單色光, 只能得到波長范圍很窄的光譜帶。因此通過被測樣品的光仍是在一定波段范圍內(nèi)的復(fù)色光, 從而引起吸光度的測量誤差 。狹縫是分光光度計的重要組成部分, 指由一對隔板在光通路上形成的縫隙, 用來調(diào)節(jié)入射單色光的純度和強度, 也直接影響分辯力。分光光度計所能得到的“單色光” , 實際上只是具有一定波長范圍的譜帶, 狹縫越寬, 所包括的波長范圍也愈寬。對單色光純度來說, 狹縫是愈窄愈好, 但光的強度也就越弱。對于以光柵為分光元件的光學(xué)系統(tǒng), 實際入射狹縫的像寬為狹縫的像寬與衍射寬度之和。當(dāng)入射狹縫寬度很小時(滿足狹縫像寬<衍射寬度), 像寬主要由衍射寬度決定, 隨著狹縫寬度增大, 像的幾何寬度也隨之增大, 當(dāng)像的幾何寬度等于衍射寬度時, 對應(yīng)的狹縫寬度定義為正常狹縫寬度。當(dāng)狹縫寬度>正常狹縫寬度時, 光譜帶寬由狹縫的像寬決定。

   采用MEMS(微機電系統(tǒng))工藝制造出了體積小、精度高、厚度薄的一體式微硅片狹縫。以硅光電二極管陣列為探測器, 研制出了一種采用微硅片狹縫進(jìn)行像元分割的新型分光光度計, 分析討論了分光前后狹縫寬度與分光光度計波長帶寬之間的關(guān)系, 為分光光度計狹縫的設(shè)計提供了理論依據(jù)。采用此分光光度計對線性吸光度溶液進(jìn)行測試, 線性相關(guān)度大于0.999 , 說明所研制的采用微硅片狹縫的分光光度計具有高度線性相關(guān)性。