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【微光谱应用】Ocean HR2吸光度及分辨率测评

更新时间:2023-03-22      点击次数:832

Ocean HR2光纤光谱仪凭借其专有的CCD阵列探测器和低杂散光光学平台设计,为从等离子体监测到药物分析等各种应用提供了优异的光谱性能。本次测试,将聚焦海洋光学HR2光纤光谱仪的吸光度线性度以及高分辨率性能。


关于Ocean HR2


海洋光学Ocean HR2高分辨率光纤光谱仪结构紧凑,坚固耐用,积分时间快至1μs,热波长稳定性——漂移小于每摄氏度0.06个像素,可在温度变化时保证可靠的光谱性能。它涵盖 ~190-1150 nm 内各种波长范围,可选狭缝尺寸,以帮助用户控制光通量和光学分辨率。


Ocean HR2光谱仪可与海洋光学光源、附件和软件兼容,允许用户针对不同的应用优化。此外,每台HR2海洋光学光谱仪都配有Ocean Direct,这是个功能强大的跨平台软件开发工具包,带有应用程序编程接口。


吸光度测量:重铬酸钾标准品


为测试海洋光学HR2光纤光谱仪的吸光度线性度,测量了重铬酸钾吸光度标准品,每种样品的浓度水平都不同。

测量吸光度实验包括海洋光学HR2-UV-VIS光谱仪、带衰减器的DH-2000氘灯光源、两根400 μm光纤,石英比色皿、Square One比色皿支架和海洋光谱仪软件OceanView。

图1.重铬酸钾标准品的紫外吸光度

(浓度范围20.27-100.95 mg/L)


图1为使用Ocean HR2测得的紫外吸收谱,可看出Ocean HR2出色的低杂散光性能,特别是当绘制与浓度关系时,其吸光度线性度为0.9997(图2)。

图2.高吸光度线性度是海洋光学光谱仪HR2的一个特点。


蓝色线为重铬酸钾标准品的测量结果,基于该标准曲线,可预测该波长范围内1.5AU以下几乎任何样品的浓度。


吸光度测量:牛血清白蛋白BSA


BSA常用作生化应用中的蛋白质浓度标准品。下面使用与重铬酸钾实验相同的Ocean HR2光谱仪配置,在蒸馏水中测量了质量同为503mg的30种不同浓度的BSA。


为确保获得更佳测量结果,建议在实验中应注意以下:


测量前,将光谱仪和光源预热30分钟。预热有助于光源达到热平衡状态,避免由于光源输出的微小变化而导致的测量偏差。


采样时避免取下石英比色皿,因为这样做可能会引入错误。正确的做法是,在比色皿中进行溶液稀释,使用一次性移液管吸取每个样品的一部分,然后在去离子水中混合,并对每个样品重复该过程。


同时,还建议避免测量中移动光纤。

图3. BSA样品在 279 nm 处有强烈的吸收峰。


使用BSA测量的吸光度线性度结果甚至比重铬酸钾更好。取279 nm处的吸收峰(图3),吸光度直至2.5AU,也能保证吸光度线线性度0.999(图4)。这种性能使Ocean HR2成为定量其他类型的蛋白质浓度及生物应用,如分析血液成分和对药物配方进行质量保证的理想选择。

图4. 近30个BSA样品上测得的吸光度线性度高达0.999。


高分辨率的Ocean HR2:识别谱线


由于光学平台优化设计,HR2海洋光学光谱仪的分辨率(FWHM)通常小于1nm。例如在测量汞氩灯气体放射光源时,在UV-VIS波段观察到很多明确的尖峰(图5)。

图5.根据配置,可使用海洋光学光谱仪Ocean HR2实现亚纳米级光学分辨率。


在测太阳辐照度时观察到类似的光学分辨率性能,25μm狭缝的Ocean HR2在其光谱范围内检测到光学分辨率小于1.2nm的光谱发射线(图6)。


采样配置包括一个连接到600μm VIS-NIR光纤的余弦校正器,该光纤被放置在反射探头支架中,并以90°对着天空。

图6. HR2海洋光学光谱仪在太阳辐照度测量中展示了其多功能性。


结语


从检测等离子体和气体中的窄发射线到确定蛋白质的浓度,Ocean HR2 光纤光谱仪在实验室或生产线上提供科研级光谱仪性能,能够胜任研究或系统集成的苛刻要求。