Máy quang phổ siêu vi là một dụng cụ được sử dụng để phát hiện nồng độ dấu vết của các chất trong mẫu, đặc biệt thích hợp khi mẫu có kích thước nhỏ và nồng độ thấp. Nó xác định các đặc tính của sự hấp thụ ánh sáng trong mẫu thông qua nguyên tắc quang phổ và phân tích các thông tin như thành phần hóa học, nồng độ của mẫu, v.v. Do khả năng xác định chính xác nồng độ của chất trong các mẫu vi lượng, nó được sử dụng rộng rãi trong sinh học, hóa học, y học, giám sát môi trường và các lĩnh vực khác.

I. Nguyên tắc cơ bản

　　Máy quang phổ siêu viDựa trên nguyên tắc quang phổ, cụ thể là sử dụng đặc tính hấp thụ của mẫu đối với các bước sóng ánh sáng khác nhau để phân tích định lượng nội dung vật chất trong mẫu. Nguyên tắc hoạt động của nó có thể được chia thành các bước sau:

1, Nguồn sáng: Thường được trang bị nguồn sáng có độ ổn định cao, chẳng hạn như đèn xenon hoặc đèn halogen, có khả năng phát ra quang phổ liên tục từ tia cực tím đến dải ánh sáng nhìn thấy được.

2, Bộ tách: Ánh sáng trắng phát ra từ nguồn sáng được chia thành các bước sóng khác nhau của ánh sáng thông qua bộ tách. Các bộ tách quang phổ biến là lưới hoặc lăng kính có khả năng chọn chính xác bước sóng ánh sáng cần thiết.

3, thiết kế đường dẫn ánh sáng: bằng cách hướng dẫn đường dẫn ánh sáng, ánh sáng bước sóng đã chọn sẽ được chiếu vào mẫu. Tại thời điểm này, các phân tử trong mẫu, tùy thuộc vào đặc tính hấp thụ ánh sáng của chúng, hấp thụ một phần năng lượng ánh sáng.

4, Máy dò: Sau khi ánh sáng không được hấp thụ bởi mẫu xuyên qua mẫu, nó đi vào máy dò. Máy dò chuyển đổi tín hiệu ánh sáng nhận được thành tín hiệu điện, sau khi khuếch đại, truyền đến máy tính để xử lý dữ liệu.

Xử lý dữ liệu và đầu ra: Theo kích thước của độ hấp thụ, kết hợp với định luật Bill, nồng độ của chất tan trong mẫu được tính toán. Định luật Beale chỉ ra rằng độ hấp thụ có mối quan hệ tuyến tính với nồng độ mẫu, do đó nồng độ của mẫu có thể được suy ra từ độ hấp thụ đo được.

II. Phạm vi ứng dụng

1. Lĩnh vực sinh học và y học

Trong lĩnh vực sinh học và y học, máy quang phổ siêu vi được sử dụng rộng rãi để xác định nồng độ của các đại phân tử sinh học như DNA, RNA và protein. Ngoài ra, nó được áp dụng để xác định hoạt động enzyme, xét nghiệm tăng sinh tế bào và phân tích định lượng kháng thể hoặc kháng nguyên trong các nghiên cứu miễn dịch học. Nó cũng có các ứng dụng quan trọng trong chẩn đoán lâm sàng, sàng lọc thuốc và nghiên cứu y học cá nhân.

2. Giám sát môi trường và phân tích chất lượng nước

Nó cũng có thể được sử dụng trong phân tích chất lượng nước, đặc biệt là trong phân tích các nguyên tố vi lượng, chất gây ô nhiễm, dược phẩm hóa học, v.v. Các ion kim loại, dư lượng thuốc trừ sâu, chất chuyển hóa vi sinh vật trong các mẫu nước có thể được phân tích định lượng bằng phương pháp quang phổ, có độ nhạy cao và phù hợp để phát hiện các chất ô nhiễm nồng độ thấp. Ví dụ, giám sát nồng độ các chất vô cơ như nitơ, phốt pho và lưu huỳnh trong nước có thể cung cấp dữ liệu hiệu quả để bảo vệ môi trường.

3. Lĩnh vực thực phẩm và nông nghiệp

Trong khoa học thực phẩm, nó được sử dụng để phân tích hàm lượng dinh dưỡng trong thực phẩm, chẳng hạn như đường, chất béo, protein và vitamin. Ví dụ, khi kiểm tra chất lượng các sản phẩm như sữa, đồ uống, nước trái cây, v.v., nó có thể kiểm tra hiệu quả các thành phần của chúng và đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn. Ngoài ra, lĩnh vực nông nghiệp cũng sử dụng kỹ thuật này để phân tích hàm lượng dinh dưỡng trong các mẫu đất, giúp nông dân bón phân chính xác và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

4. Phân tích hóa học và nghiên cứu vật liệu

Trong phòng thí nghiệm hóa học, nó được sử dụng để phân tích sự thay đổi nồng độ của các chất trong các phản ứng hóa học khác nhau. Ví dụ, dữ liệu nồng độ chính xác có thể được cung cấp trong các thí nghiệm như phản ứng xúc tác, kiểm tra độ hòa tan, chuẩn độ axit và kiềm. Ngoài ra, đối với việc nghiên cứu các vật liệu mới như vật liệu nano và vật liệu polymer tổng hợp, các phép đo vi lượng cũng có thể được thực hiện để nghiên cứu các tính chất vật lý và hóa học của chúng.

Máy quang phổ siêu vi đã trở thành một công cụ phân tích thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm hiện đại với ưu điểm là độ nhạy cao, yêu cầu mẫu thấp và phân tích hiệu quả cao. Nó không chỉ được sử dụng rộng rãi trong sinh học, y học, giám sát môi trường, an toàn thực phẩm và các lĩnh vực khác, nhưng với sự tiến bộ của công nghệ, hiệu suất của nó tiếp tục tăng lên và phạm vi ứng dụng tiếp tục mở rộng.