全自动生化分析仪用分光光度计

　　1　引　言

　　生化检验是医生确定病人病情的重要手段之一。当病人某些组织发生病变时,其血液或尿液中的某些成分就会与正常人的指标不一样,医生以此来确定病情。生化分析仪就是用于测定人体液(血液、尿液)的各种生化指标的分析仪器,它可以准确、快速地为医生和化学检验人员提供检验数据,在临床诊断和化学检验中具有重要作用。全自动生化分析仪是一种自动化程度较高的生化分析仪,它将生化分析中的取样、加试剂、混合、保温反应、检测、结果计算以及清洗等步骤的部分或全部由模仿手工操作的仪器来完成。可以快速处理样品并迅速报告结果,工作效率得到极大提高,同时也节省人力、降低运行成本。全自动生化分析仪作为典型的光、机、电、算结合的精密仪器,涉及的学科门类多、技术复杂,其中的分光光度计是该仪器的核心部分之一,其优劣直接影响仪器的精度指标。本文介绍了一种用于全自动生化分析仪的紫外-可见分光光度计。该光度计采用后分光技术,输出从340 nm到800nm的12个分立的波长,以全息凹面平像场光栅为分光元件,以光电二极管阵列探测器接收信号。

　　2　后分光技术

　　后分光技术是目前全自动生化分析仪中大量采用的一种分光光度法技术。分光光度法是基于比尔定律基础上建立起来的一种常用的分析方法。其原理是:特定波长的单色光通过样品溶液时,其吸收强度与样品溶液浓度和光通过的距离(即光径)成正比。

　　分光光度法最终机理是因为不同的物质有其特定的生色基团,生色基团能对特定波长的光产生强的吸收效应,因此无论通过溶液的是单色光还是复色光,溶质也只对其特定波长的光产生强吸收。只要保证光电接收器感应到的是单色光,通过溶液的是单色光还是复色光并不重要,这为后分光技术提供了可能。用复色光通过反应体系后,再通过单色器对吸收后的复色光分成单色光测定,这就是“后分光技术”。

　　使用后分光技术,可以在同一体系中测定多种成分。如果比色皿中有多种特征吸收不同的多组成物质,当复色光通过后,各物质分别对各自的特征性光波产生吸收,之后再分成光谱对不同的波长进行测定,这样就可以在同一体系中同时得到多组分结果。

　　对于后分光式分光光度计,从光源辐射的复合光先通过样品溶液再经单色器分光。由于后分光式分光光度计可同时提供多个波长,采用面阵CCD、光电二极管阵列等平面光电探测器可同时对几个波长进行测试,测试速度快。

　　3　全息凹面平像场光栅[1-2]

　　采用凹面反射光栅作为色散元件,可以不用准直和聚焦成像系统,这样不仅可以简化系统结构,而且使探测波长小于195 nm的远紫外光谱区成为可能。目前,因为在远紫外光谱区,特别是波长小于110 nm以下时,可采用的反射膜层的反射率都很低,因而减少光学元件数量对于减少光能量的损失特别重要,因此凹面光栅得到越来越广泛的应用。