紫外分光光度计由哪些主要部分组成？
一、引言
紫外可见分光光度计（UV-Vis Spectrophotometer）是一种利用紫外和可见光吸收特性进行样品分析的重要光谱仪器，广泛应用于化学、生物、环境、食品和医药等领域。其核心功能依赖多个关键部件协同工作，才能实现准确、稳定的定性与定量测量。
本文将从以下六大模块系统阐述UV-Vis分光光度计的主要组成部分、工作原理与协同机制：
光源模块
单色器（单色化系统）
样品池（比色皿）与样品室
检测器模块
电子控制与信号处理系统
软件与人机交互界面
二、光源模块
2.1 光源类型
氘灯（D₂）：提供190–400 nm紫外连续光谱；
钨灯（W）：提供360–900 nm可见至近红外光谱；
氙灯（Xe）：覆盖190–1000 nm宽带；
卤素灯与LED组合：用于特定波长应用。
2.2 光源要求
连续稳定光谱；
短期波动<0.1%，长期漂移<1%；
预热时间、寿命与维护周期平衡。
三、单色器（单色化系统）
3.1 单色器作用
将光源的宽带连续光，通过折射或衍射等光学原理分离，输出所需单一波长的光。
3.2 单色化元件
棱镜（Prism）：利用折射色散；
光栅（Grating）：利用衍射干涉；
狭缝系统（入射缝与出射缝）控制带宽。
3.3 调节与校准
步进电机或伺服驱动旋转光栅/棱镜；
编码器反馈与软件线性校正，实现波长精度±0.2 nm。
四、样品池与样品室
4.1 样品池材质
石英：170–2500 nm；
燧石：高纯紫外区；
硼硅玻璃/普通玻璃：>320 nm；
塑料（PMMA/PS）：>330 nm一次性。
4.2 样品室设计
双光束与单光束布局；
恒温控制与防震设计；
自动进样与转盘多位样品架选择。
五、检测器模块
5.1 检测器类型
光电二极管（PD）：200–1100 nm；
光电倍增管（PMT）：185–900 nm；
CCD/CMOS阵列：200–1100 nm全谱并行；
光电池与光电阻用于非精密场景。
5.2 性能指标
量子效率、暗电流、噪声等效功率、动态范围和响应速度；
双通道对照与平均化处理提升准确度。
六、电子控制与信号处理系统
6.1 控制硬件
DAC/ADC模块：波长与信号数模转换；
单片机或FPGA：实时控制光栅转动、数据采集与处理；
高压电源：PMT驱动。
6.2 信号处理
基线扣除、空白校正；
平滑滤波与积分时间设定；
峰值检测与积分面积计算；
标准曲线拟合与浓度反算。
七、软件与人机交互界面
7.1 操作软件
7.2 硬件接口
USB、LAN、RS232等可与LIMS、实验室信息系统对接；
触摸屏交互或PC控制两种模式。
八、系统协同与综合性能优化
双光束设计：同步空白与样品通道，实时抑制灯强漂移；
光路稳定性：防振平台、恒温舱体保障；
自动校正功能：多点汞灯校准与AI漂移补偿；
高通量配置：自动进样器、可更换滤光片库。
九、应用示例与案例分析
蛋白280 nm定量：石英单光束+PD；
药典方法符合：双光束+PMT+自动校准；
在线监测：LED组+PD阵列+高速扫描。
十、结语
UV-Vis分光光度计由光源、单色器、样品池、检测器、电子控制与软件界面等核心模块构成，各部分协同工作决定了测量的准确性与稳定性。透彻理解各组件原理与性能，并在选型与维护中进行平衡，才能真正发挥仪器的应用价值。
