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1、1,光谱分析仪器,2,光谱分析仪器原理：光谱分析技术,分类,概述,重要的光谱分析技术原理、类型、特点,光谱分析定量原理、方法,3,光谱分析仪器 -检验医学应用的光谱仪器,在医学检验中的地位,最重要的一类应用最早的一类应用最广泛的一类,4,紫外可见分光光度计 利用物质分子吸收光谱分析技术荧光分光光度计 利用物质分子荧光光谱分析技术原子吸收分光光度计 利用物质原子吸收光谱分析技术原子发射光谱仪 利用物质原子发射光谱分析技术,医学检验常用的光谱分析仪应用的光谱分析技术,光谱分析仪器 -重要的光谱分析技术,5,光谱分析技术基础理论-光学几何光学-显微镜的原理光的波动性理论 波动光学 -单色器的原理：衍
2、射、干涉光的吸收、发射理论 量子理论 -,光谱产生基本原理,光谱分析技术的重要理论原理,光谱分析技术 -概论,6,互补色-两种颜色的光按照一定比例混合在一起呈白色，这两种颜色称互补色,物体的颜色、互补色,物体的颜色-由物质的性质和形态决定,光谱分析技术 -概论,7,光谱（ Spectral ）：复合光经过色散系统分光后，单色光按波长大小而依次排列的图,光谱分析（Spectral Analysis）分析光谱中光的波长组成及其各种波长光的能量强度,用波长做横坐标，光强度作纵坐标，画出的曲线称光谱的光谱曲线,光谱分析技术-概念,光谱、光谱曲线、光谱分析,8,光谱分析技术中常见光谱名称,连续光谱与离散
3、光谱（波长分布类型）,吸收光谱与发射光谱（分析技术）,分子光谱与原子光谱（分析技术）,紫外光谱、可见光谱以及红外光谱（分析技术）,光谱分析技术-分类,9,物质吸收连续光谱中某些波长的光产生的光谱称作吸收光谱,包括分子吸收光谱和原子吸收光谱。,光谱分析技术-吸收光谱分析技术,吸收光谱概念、产生原理,10,分子和原子吸收光谱产生原理及区别,原子吸收光谱-线光谱,分子吸收光谱-连续光谱,光谱分析技术 -吸收光谱分析技术,11,光谱分析技术-吸收光谱分析技术,吸收曲线（吸光谱）,在各种物质对不同波长光的吸收程度不同，如果用各种不同波长的光分别通过某种被测物质，分别测定该物质对不同波长光的吸收程度，以波
4、长为横坐标，吸收程度为纵坐标作图所得曲线称该物质的吸收曲线。,max,12,发射光谱概念、原子发射产生原理,原子发射,在外来的能量激发下，物质原子外层电子或分子价电子从基态跃迁到高能态再回复跃迁到基态而发射光子，由这个过程产生的光谱称发射光谱。,光谱分析技术 -发射光谱分析技术,13,分子发射（荧光）光谱最大特征具有两个光谱-激发光谱和荧光光谱,分子发射（荧光）概念、产生原理、光谱特征,光谱分析技术 -发射光谱分析技术,物质经一种波长的光激发后，所发出的比这种激发光的波长较长的可见光叫荧光,14,1、激发光谱曲线 固定测量波长(选最大发射波长),化合物发射的荧光(磷光)强度与照射光波长的关系曲
5、线 （图中曲线I ） 。,光谱分析技术-发射光谱分析技术,分子发射光谱的两个光谱曲线,15,光谱分析技术-发射光谱分析技术,分子发射光谱的两个光谱曲线,2、荧光光谱固定激发光波长选最大激发波长, 化合物发射的荧光(或磷光强度)与发射光波长关系曲线(图中曲线II或III)。,62,16,光致发光 分子荧光热致发光 原子发射光谱电致发光 化学发光 CL、ECL,发光光谱激发方式,光谱分析技术-发射光谱分析技术,17,光谱分析技术类型与光谱分析仪的关系,分子吸收法: 紫外可见分光光度计、红外摄谱仪 分子光谱 分子发射法: 荧光分光光度计光谱技术 原子吸收法：原子吸收分光光度计 原子光谱 原子发射法：
6、原子发射光谱仪（火焰光度计、ICP）,光谱分析仪-与光谱技术的关系,18,光谱分析技术-定量分析原理,I0：入射光强度 C:溶液浓度 b:液层厚度 I:透射光强度 T:透光度 A:吸光度 k:吸光系数,I0,I,朗伯-比尔(LambertBeer) 定律,19,光谱分析技术-定量分析原理,I0,I,朗伯-比尔定律 吸光系数单位,k:吸光系数,摩尔吸光系数() Lmolcm,dLgcm,20,1. 单色光（入射光是单色光；）,3. 稀溶液吸收过程中，吸收物质互相不发生作用 浓度增大，分子之间作用增强.,2. 吸光质点形式不变吸收发生在均匀的介质中；,光谱分析技术-定量分析原理,朗伯-比尔定律的适
7、用条件,21,浓度计算方法1、标准比较法 CU=AU*CS/AS2、标准曲线法 Y=Ax+b,I0,I,光谱分析技术-定量分析原理,朗伯-比尔定律的应用,22,发射（散射）光强度不遵从朗伯-比尔定律,I0,光谱分析技术-定量分析原理,发射光谱分析与散射比浊定量计算,发射（散射）光强度在一定条件下与物质浓度成正比,I,23,医学检验常用光谱分析仪器,光谱分析仪器-医学检验常用光谱分析仪,24,光谱分析仪类型及常用光谱分析仪,分子吸收光谱仪:紫外可见分光光度计 分子光谱仪 分子发射光谱仪:荧光分光光度计光谱分析仪 原子吸收光谱仪：原子吸收分光光度计 原子光谱仪 原子发射光谱仪：火焰光度计,医学检验
8、常用光谱分析仪-分类,25,（1）、光 源,（2）、单色器（或滤光片）,（3）、样品单元,（4）、检测器,光谱分析仪器光学系统的重要组成结构,光谱分析仪器的光学系统,26,吸收光谱仪、用光做激发能量的发射光谱仪,光谱分析仪器的光学系统-光 源,必须有光源的光谱分析仪,27,钨灯、卤钨灯 -连续光谱 3202500nm 氢灯和氘灯 -连续光谱 185375nm氙灯 -紫外可见区连续光谱汞灯 - 254734nm离散线光谱 空心阴极灯 -单波长线光谱,紫外可见分光光度计,常用光源的适用光谱范围及适用的仪器,荧光分光光度计,原子吸收分光光度计,光谱分析仪器的光学系统-光 源,28,原理及类型,1）吸
9、收滤光片 2）干涉滤光片 3）复合滤光片,光谱分析仪器的光学系统-滤光片,29,带通滤光片,属于吸收滤光片,透光曲线,有效带宽（半峰宽度） 带通滤光片吸收曲线上透光度等于最大透光度一半的波长范围,530-430=100nm,光谱分析仪器的光学系统-滤光片,30,单色器（Monochromator）：能将来自光源的复合光分选出所需波长的的单色光光束的一种装置，是许多光谱分析仪器的一个核心结构。,1、入光狭缝2、出光狭缝3、色散元件4、准直镜5、附属机械装置,概念及组成,光谱分析仪器的光学系统-单色器,31,1、入光狭缝2、出光狭缝,光谱分析仪器的光学系统-单色器,32,将复合光中不同波长（颜色）
10、的光在空间上分开的装置,3、色散元件,光谱分析仪器的光学系统-单色器,33,A、棱镜 非线性光谱,色散元件类型及光谱排列特征,B、光栅 线性光谱,光谱分析仪器的光学系统-单色器,34,光栅类型,光栅,属于原级光栅,属于复制光栅,光谱分析仪器的光学系统-单色器,35,汇聚光线,4、准直镜,光谱分析仪器的光学系统-单色器,36,类型及作用,溶液,气态原子,原子化器,比色皿、样品池,透光并盛放样品,样品原子化及原子气化,样品检测状态,样品单元名称,样品单元作用,光谱分析仪器的光学系统-样品单元,37,几种常用检测器,光谱分析仪器的光学系统-检测器,38,光谱分析仪器的光学系统-检测器,39,常用分子
11、吸收光谱仪: 紫外可见分光光度计 常用分子发射光谱仪: 荧光分光光度计,分子光谱特点、仪器原理分类、常用仪器,连续带状光谱,常用光谱分析仪-分子光谱仪,40,概念,紫外-可见分光光度计：工作波段在200nm800nm的分光光度计。其中：200nm400nm为紫外光区。400nm800nm为可见光区。,定量分析原理 朗伯-比尔定律,分光光度计:能从含有连续波长的混合光中分离出任意波长单色光透过样品产生吸收，并能测量样品吸收后透过的单色光强度的仪器。,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,41,（1）、光 源,（2）、单色器,（3）、样品单元,（4）、检测器,单色器,吸收池,检测器,显示器
12、,光源,仪器基本结构,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,42,钨灯、卤钨灯-连续光谱 3202500nm （最常用） 氢灯和氘灯 -连续光谱 185375nm氙灯 -紫外可见区连续光谱（光谱能量分布最理想）,仪器基本结构-常用光源,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,43,仪器基本结构-不适用的光源,汞灯 - 254734nm离散线光谱 空心阴极灯 -单波长线光谱,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,44,单色器,1、入光狭缝2、出光狭缝3、色散元件4、准直镜5、附属机械装置,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,45,仪器基本结构-样品单元,名称：比色
13、皿、比色杯、样品池、样品杯、吸收池,材料：光学玻璃（紫外区不能用）、石英或塑料要求：透光性极好、同一套吸收池的厚度、透光面的透射、反射、折射应严格保持一致。,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,46,仪器基本结构-检测器,光电管 使用最普遍,光电倍增管 灵敏度高的仪器,光电池 早期仪器使用较多,光电二极管（阵列） 新型仪器,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,47,仪器类型 按光学系统分类,单波长分光光度计,双波长分光光度计,单波长单光束分光光度计,单波长双光束分光光度计,紫外-可见分光光度计,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,48,光源,单色器,吸收池,检测器
14、,显示0.434,单波长单光束分光光度计,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,49,比值T/T0,光源,单色器,吸收池,检测器,显示系统,光束分裂器,单波长双光束分光光度计,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,50,单波长双光束分光光度计,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,51,双波长分光光度计,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,52,双波长分光光度计原理,A=A1A2,A=kbC,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,53,影响分光光度法准确性的因素,单色性不纯的影响 杂散光的影响 吸收池的影响 电压、检测器负高压波动的影响 其它因素的影响
15、,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,54,（一）单色性不纯的影响单色器的类型和质量不好狭缝宽度不当,影响分光光度法准确性的因素,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,55,（二）杂散光的影响：有两种杂散光： 1）杂散光的波长与测量波长相同 它可能不通过样品就射到光检测器上 2）从单色器出口狭缝发出的包含少量的与仪器所表示的波长不相等的光,影响分光光度法准确性的因素,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,56,（三）吸收池吸收池的质量不好吸收池使用保管不善-透光面被污染上油污、指纹、沉淀，吸收池与光路不垂直等吸收池不配套,影响分光光度法准确性的因素,常用分子吸收光谱分
16、析仪-紫外-可见分光光度计,57,（四）电压、检测器负高压波动的影响电源电压波动-光源光强波动电源电压波动-检测器噪声增大,影响分光光度法准确性的因素,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,58,（五）其它因素的影响吸光度读数刻度误差、仪器安装环境（如振动、温度变化）、化学因素（如荧光、溶剂效应等）等也可影响捡测结果的准确度。,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,影响分光光度法准确性的因素,59,紫外-可见分光光度计性能评价指标,波长准确度和波长重复性等八个指标见P72,常用分子吸收光谱分析仪-紫外-可见分光光度计,60,发光激发类型光激发发光 荧光分光光度计化学激发发光 -
17、 免疫检验仪器-化学发光免疫分析仪 包括CL和ECL,分子发射光谱仪类型,常用分子光谱仪-分子发射光谱仪,61,激发光谱和荧光光谱任何发射荧光的物质都具有两个特征光谱，即激发光谱和荧光光谱,分子荧光特点,常用分子发射光谱仪-荧光分光光度计,62,（1）、光源,（2）、激发单色器,（4）、发射单色器,（3）、样品池,（5）、检测器,常用分子发射光谱仪-荧光分光光度计,仪器原理和结构,63,常用分子发射光谱仪-荧光分光光度计,激发光源一般要求比吸收测量中的光源有更大的发射强度；适用波长范围宽荧光光度计中常用高压汞灯和氙弧灯,应用最广泛的一种光源，可发射250800nm很强的连续光源,仪器原理和结构
18、-光源,64,（1）、激发单色器,（2）、发射单色器,常用分子发射光谱仪-荧光分光光度计,仪器原理和结构-单色器,65,常用分子发射光谱仪-荧光分光光度计,石英材料四面透光型的10mm的样品杯三角柱型样品杯,仪器原理和结构-样品池,66,常用原子吸收光谱分析仪-原子吸收分光光度计,原子吸收光谱法(AAS),基本原理：从空心阴极灯或光源中发射出元素的共振线作入射光，在原子化器中待测元素的基态原子蒸汽对其产生共振吸收，通过测定吸收后的光量大小，可求出待测元素的含量。,67,子吸收光谱仪分光系统示意图,光学系统组成,常用原子吸收光谱分析仪-原子吸收分光光度计,68,常用原子吸收光谱分析仪-原子吸收分光光度计,用途:测量元素（人体微量元素）优点：灵敏度高，选择性高，不同元素在一起不会相互干扰缺点:每一种元素需要一种空心阴极灯、适用元素范围有限,用途和优缺点,69,常用原子光谱分析仪-原子发射光谱仪,原子发射光谱法：使样品中元素原子由基态激发到第一激发态，元素原子回到基态时发射出元素特有谱线，根据样品发射谱线对其中元素进行定性定量分析的方法。,概念,70,激发类型热致发光 火焰光度计 ICP 电致发光 交流（直流）电弧原子摄谱仪,常用原子光谱分析仪-原子发射光谱仪,原子发射光谱仪类型,71,6400A 火焰光度计,适于测量的元素：钾、钠、锂、铯,常用原子发射光谱分析仪-火焰光度计,
