光谱仪器应用实例
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原子荧光光谱分析法测定的应用实例及操作规程原子荧光光谱分析法测定的应用实例原子荧光光谱分析法具有很高的灵敏度,校正曲线的线性范围宽,能进行多元素同时测定。
这些优点使得它在冶金、地质、石油、农业、生物医学、地球化学、材料科学、环境科学等各个领域内获得了相当广泛的应用。
1、原子荧光法测定农产品中砷1)前处理:依照GB/T5009、11—2023的方法,取样品0、5—5、0克,置于50ml小烧杯中或小三角瓶中,加10ml硝酸,0、5ml 高氯酸,1、25ml硫酸,盖上小漏斗,放置过夜。
置于电热板上低温消解1—2小时后,提高温度消解,直至高氯酸烟冒尽时取下。
冷却后转移至25ml比色管中,加入2、5ml5%的硫脲,定容,30分钟后上机测定。
2)仪器条件:AFS230原子荧光分光光度计灯电流:60mA;负高压:300V;其它条件都为仪器默认即可;标准曲线浓度为0,1、0,2、0,4、0,8、0,10、0,ug/L。
用5%的盐酸作载流,1、5%的硼氢化钾作还原剂,进行测定。
2、原子荧光法测定农产品中汞1)前处理:依照GB/T5009、17—2023的方法,取样品0、3—0、5克,不要超过0、5克。
置于微波消解管中,加入5ml硝酸,1ml过氧化氢,拧紧消解管盖子,放置30—60min,再置于微波消解仪中,分三步完成消解步骤。
第一步让温度升至100度左右保持10分钟,第二步让温度升至150度保持10分钟,第三步让温度升至180度保持5分钟。
完成消解后,取出冷却,用0、02%的重铬酸钾溶液转移至25ml比色管中,并用其定容。
摇匀后上机测定。
2)AFS230原子荧光分光光计,灯电流:30mA;负高压:270V;其它条件都为仪器默认即可;标准曲线浓度为0,0、1,0、2,0、4,0、8,1、0ug/L,标准曲线用汞保存液定容。
其中汞保存液为0、02%的重铬酸钾和5%的硝酸混合溶液。
用5%的硝酸作载流,0、5%的硼氢化钾作还原剂,进行测定。
病虫害防治中的光谱技术应用植物病虫害是农业生产中的一个严重问题,它会导致作物减产甚至死亡,给农民造成巨大经济损失。
为了提高病虫害防治的效果,科学家们不断探索新的技术手段。
近年来,光谱技术在病虫害防治中的应用逐渐受到人们的关注,并取得了显著的成效。
一、光谱技术概述光谱技术是指通过对物体的辐射或透过光谱进行分析和研究的一种方法。
它借助于物体所辐射的电磁波,通过对波长、能量等参数的测定和分析,来获得物体的某些特性信息。
在病虫害防治中,光谱技术主要用于检测与分析植物生长状态、病虫害的发生与严重程度以及药剂的施用效果等方面。
二、光谱技术在病虫害监测中的应用1. 无损检测传统的病虫害监测方法往往需要对植物进行抽样或者破坏性检测,给植物造成了二次伤害。
而光谱技术可以通过非接触和无损的方式获取植物的信息,避免了植物的进一步损害。
通过采集植物反射的光谱信息,可以对植物的叶面积、叶片含水量以及叶绿素含量等进行准确测定,实现对病虫害的快速监测。
2. 病虫害特征识别病虫害植物与健康植物在反射光谱特征上存在差异,这为利用光谱技术识别病虫害提供了理论基础。
通过对植物叶片的光谱进行分析,可以识别出一些病虫害引起的特征性光谱波形。
例如,一些病虫害会导致植物叶片的叶绿素含量下降,而在光谱上对应的就是特定波长的反射率的变化。
通过对这些特征进行分析,可以准确判断植物是否受到了病虫害的侵袭。
三、光谱技术在病虫害防治中的应用实例1. 病害疫情预警光谱技术可以通过对大面积农田的数据采集和分析,实现对病害疫情的监测和预警。
研究人员可以利用遥感卫星或者无人机等平台对农田进行高分辨率的光谱遥感观测,获取大量的植被光谱数据。
通过对这些数据的处理和分析,可以实现对农田病虫害的监测,及时发现潜在的病虫害风险,为病虫害防治提供科学依据。
2. 施药控制效果评估光谱技术可以用于评估病虫害施药的控制效果。
通过对施药前后植物光谱的比较,可以分析药剂对植物生理特性的影响,进而评估施药效果。
紫外光谱的原理和应用实例1. 简介紫外光谱是分析化学中常用的一种分析技术,通过测量样品在紫外光波段的吸收情况,可以获得样品的光吸收谱,从而推断样品的组成、结构以及其他性质。
该技术在药学、环境监测、食品分析等领域发挥着重要作用。
本文将介绍紫外光谱的原理以及应用实例。
2. 原理紫外光谱基于物质对紫外光的吸收特性进行分析。
紫外光谱仪由光源、光栅、样品室、检测器以及数据处理系统等组成。
原理如下:2.1. 光源紫外光谱使用紫外光源产生一定波长范围内的紫外光,以照射样品。
常用的光源有氘灯和氙灯,其输出波长范围分别为160-400 nm和190-900 nm。
2.2. 光栅光栅被用于分散紫外光,使不同波长的光可以被依次分离。
通过改变光栅的倾角,可以选择不同波长范围的光进行检测。
2.3. 样品室样品室是放置样品的地方,样品通过透明的物质进行固定,并且光线穿过样品时会发生吸收。
2.4. 检测器检测器用于测量样品对紫外光的吸收程度。
常用的检测器有光电二极管和光电倍增管。
2.5. 数据处理系统数据处理系统用于将检测到的光信号转换为光吸收谱,并进行数据分析和处理。
3. 应用实例紫外光谱广泛应用于各个领域,下面将介绍几个典型的应用实例:3.1. 药学紫外光谱在药学中被广泛应用于药物质量控制和成分分析。
通过测量药物的光吸收谱,可以确定药物的成分和浓度。
例如,通过测量药物在特定波长下的吸光度,可以计算出药物的浓度,从而判断药物的质量。
3.2. 环境监测紫外光谱在环境监测中用于检测大气中的污染物。
例如,通过测量大气中臭氧的吸收谱,可以了解大气中臭氧的浓度,从而评估空气质量。
3.3. 食品分析紫外光谱在食品分析中用于检测食品中的营养成分、添加剂和污染物。
例如,通过测量食品中的维生素C含量,可以评估食品的营养价值。
另外,紫外光谱还可以用于检测食品中的农药残留和重金属含量。
3.4. 化学研究紫外光谱在化学研究中被广泛应用于分析物质的结构和特性。
红外光谱分析的进展及其应用(石油化工学院石油化工产技术1407班李连雄)摘要近红外光谱是20世纪30年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术。
阐述了近红外光谱的原理、技术特点,介绍了近红外光谱仪、光谱预处理方法以及化学计量学研究的发展过程,重点列举了近红外光谱在农业和食品分析中的成功应用实例。
资料表明,近红外光谱以其速度快、不破坏样品、操作简单、稳定性好、效率高等特点,已广泛应用于各个领域。
特别是在欧美及日本等发达国家,很多近红外光谱分析法被列为标准方法。
而我国近红外光谱的应用研究起步较晚,虽然某些方面已具国际领先水平,但就总体来看与国际水平还有大的差距。
文章首次提出了集中优势资源,包括人力资源和设备资源,利用现代网络技术,建立终端用户和中心数据库资源共享的模式,以推动近红外光谱技术在我国农业科技和生产中的应用。
引言;近红外光是指介于可见光和中红外光之间的电磁波,波长范围是700~2500nm,一般有机物在该区的近红外光谱吸收主要是含氢基团(0H,CH,NH,SH,PH)等的倍频和合频吸收。
由于几乎所有的有机物的一些主要结构和组成都可以在他们的近红外光谱中找到信号,而且谱图稳定,获取光谱容易,因此近红外光谱法(NIRS)被誉为分析的巨人。
关键字:红外光谱、定量分析、应用、发展1近红外光谱分析基本概念红外光是一种电磁波,位于可见光区和微波光区之间,中红外光谱除在气体中如二氧化碳分析等应用中作为常用定量分析方法外,主要用于结构鉴定分析。
类似地,近红外光谱也用于结构鉴定。
近红外光谱分析与中红外光谱分析有着明显不同。
近红外光谱分析主要作为一种快速和方便,用于提高常规定量分析效率,适合分析监控。
近红外光谱也用于定性分析,但与中红外光谱定性分析不同。
近红外光谱定性分析则是利用光谱数据,据模式识别原理,依靠模型库对被分析样品进行判别分析,由此可见,与中红外光谱在用法上显著不同,近红外光谱更多用于生产过程中的质量监控。
现代近红外光谱技术及应用进展一、本文概述近红外光谱(Near-Infrared Spectroscopy,NIRS)是一种基于物质对近红外光的吸收和散射特性的分析技术。
近年来,随着光谱仪器设备的不断改进和计算机技术的飞速发展,现代近红外光谱技术在分析化学、生物医学、农业食品等领域的应用日益广泛。
本文旨在综述现代近红外光谱技术的最新进展,特别是在仪器设备、数据处理方法、化学计量学以及应用领域的最新发展。
文章首先介绍了近红外光谱的基本原理和技术特点,然后重点论述了现代近红外光谱技术在不同领域的应用实例和取得的成果,最后展望了未来发展方向和潜在应用前景。
通过本文的阐述,旨在为读者提供一个全面、深入的现代近红外光谱技术及应用进展的概述。
二、现代近红外光谱技术的理论基础现代近红外光谱技术,作为一种高效、无损的分析手段,其理论基础源自电磁辐射与物质相互作用的原理。
近红外光谱区域通常是指波长在780 nm至2500 nm范围内的电磁波,其能量恰好对应于分子振动和转动能级间的跃迁。
因此,当近红外光通过物质时,分子中的化学键和官能团会吸收特定波长的光,产生振动和转动跃迁,从而形成独特的光谱。
现代近红外光谱技术的理论基础主要包括量子力学、分子振动理论和光谱学原理。
量子力学为近红外光谱提供了分子内部电子状态和行为的基本描述,而分子振动理论则详细阐述了分子在不同能级间的跃迁过程。
光谱学原理则将这些理论应用于实际的光谱测量和分析中,通过测量物质对近红外光的吸收、反射或透射特性,来获取物质的结构和组成信息。
现代近红外光谱技术还涉及到光谱预处理、化学计量学方法以及光谱解析等多个方面。
光谱预处理包括平滑、去噪、归一化等步骤,旨在提高光谱的质量和稳定性。
化学计量学方法则通过多元统计分析、机器学习等手段,实现对光谱数据的深入挖掘和信息提取。
光谱解析则依赖于专业的光谱数据库和算法,对光谱进行定性和定量分析,从而确定物质中的成分和含量。
紫外吸收光谱的应用实例《紫外吸收光谱的应用实例》我有一个朋友叫小李,他在一家食品检测公司工作。
这工作听起来就很神秘,每次他跟我聊起工作内容的时候,就像在讲一个充满魔法的故事。
有一次,我去他的实验室参观。
一进门,就看到各种各样的仪器,那些瓶瓶罐罐还有闪着奇怪灯光的设备,让我感觉自己像是走进了一个科幻电影里的场景。
小李穿着白大褂,戴着眼镜,看起来特别专业。
他看到我来了,眼睛一下子亮了起来,就像个孩子想炫耀自己心爱的玩具一样。
“你知道吗?”他兴奋地对我说,“我们这里有个超级厉害的检测方法,用到的就是紫外吸收光谱,它就像一个食物的‘透视眼’。
”我一脸疑惑地看着他,他笑着解释道:“比如说我们检测果汁。
你想啊,市场上有那么多果汁,有的声称是纯果汁,可谁知道里面到底有没有添加乱七八糟的东西呢?这时候,紫外吸收光谱就大显身手啦。
”他拿起一个小瓶子,里面装着刚从市场上买回来的某品牌果汁。
他小心翼翼地把果汁样品放到一个仪器里,然后开始操作那些复杂的按钮和旋钮。
“你看啊,”他一边操作一边说,“不同的物质在紫外光下有不同的吸收特性,就像每个人都有自己独特的指纹一样。
果汁里的各种成分,像维生素C 啊,还有可能存在的防腐剂之类的,它们对紫外光的吸收情况都不一样。
”我凑近仪器的显示屏,上面是一些弯弯曲曲的线条,看起来就像神秘的山脉一样。
小李指着那些线条说:“这些线条可不是随便画着玩的,它们包含着很多信息呢。
如果是纯果汁,那么它的紫外吸收光谱曲线就会符合天然果汁的特征。
但是如果加了其他不该加的东西,曲线就会发生变化。
”这时候,另一个同事走了过来,看了看显示屏,皱着眉头说:“这个曲线有点奇怪啊,好像不太符合纯果汁的情况。
”小李点了点头,表情变得严肃起来:“看来我们得进一步检测一下,有可能这个果汁里加了一些添加剂来冒充天然果汁的风味。
”我在一旁听着,心里暗暗吃惊。
原来我们平常喝的果汁还有这么多门道。
小李继续说道:“紫外吸收光谱还能检测药品呢。
原子吸收光谱法及其应用李 雯,杜秀月(中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁 810008)摘 要: 综述了原子吸收光谱法的原理、测定技术、特点、联用、进展及其在各个领域中的应用。
关键词:原子吸收;光谱法;原子化;电热原子吸收光谱法中图分类号:O657131 文献标识码:A 文章编号:1008-858X (2003)04-0067-06 原子吸收光谱法自1955年作为一种分析方法问世以来,先后经历了初始的序幕期、爆发性的成长期、相对的稳定期和智能化飞跃期这4个不同的发展时期,由此原子吸收光谱法得以迅速的发展与普及,如今已成为一种倍受人们青睐的定量分析方法。
作者针对其原理、测定技术、特点、联用、应用及其进展进行综述。
1 原子吸收光谱法之原子化法原子吸收光谱法作为分析化学领域应用最为广泛的定量分析方法之一,是测量物质所产生的蒸气中原子对电磁辐射的吸收强度的一种仪器分析方法。
原子吸收光谱仪是由光源、原子化系统、光学系统、检测系统和显示装置五大部分组成的,其中原子化系统在整个装置中具有至关重要的作用,原子化效率的高低直接影响到测量的准确度和灵敏度。
无论是传统的原子化法,还是近些年才有的原子化法,都为不同元素的测定提供了较为高效的原子化方式,以下将对不同的原子化法分别讨论。
1.1 火焰原子化法适用于测定易原子化的元素,是原子吸收光谱法应用最为普遍的一种,对大多数元素有较高的灵敏度和检测极限,且重现性好,易于操作[1]。
1.2 石墨炉原子化法火焰原子化虽好,但缺点在于仅有10%的试液被原子化,而90%由废液管排出,这样低的原子化效率成为提高灵敏度的主要障碍,而石墨炉原子化装置可提高原子化效率,使灵敏度提高10~200倍。
该法一种是利用热解作用,使金属氧化物解离,它适用于有色金属、碱土金属[2-5];另一种是利用较强的碳还原气氛使一些金属氧化物被还原成自由原子,它主要针对于易氧化难解离的碱金属及一些过渡元素。
另外,石墨炉原子化又有平台原子化和探针原子化两种进样技术,用样量都在几个微升到几十微升之间,尤其是对某些元素测定的灵敏度和检测限有极为显著的改善[6]。
傅里叶红外光谱仪应用实例
傅里叶红外光谱仪广泛应用于化学、材料科学、生物医药、食品安全等领域。
以下是一些傅里叶红外光谱仪应用实例:
1.化学品成分分析:傅里叶红外光谱仪可以精确测定各种化学品的成分,可应用
于医疗药品、化妆品、涂料、塑料等领域。
2.物质结构研究:傅里叶红外光谱仪可以提供物质分子结构的信息,用于新材料、纤维、橡胶等的研究和开发。
3.生化分析:傅里叶红外光谱仪可以对生物分子进行分析,可用于蛋白质、多糖
等生化物质的研究。
4.食品安全检测:傅里叶红外光谱仪可以用于食品成分的检测,例如检测植物油
中是否掺假。
5.环境检测:傅里叶红外光谱仪可以检测大气环境中的污染物浓度,例如二氧化碳、甲醛等。
6.总之,傅里叶红外光谱仪是一种重要的分析仪器,其应用范围广泛,可以帮助
科研人员和工程师进行材料、化学和生物医药方面的分析和研究。
§12-4 光谱仪器应用实例实例一.对啤酒色度进行光谱分析和检测1.分光光度法分光光度法不是用滤光片而是用棱镜或光栅将光分出不同波长的入射光。
分光光度法所用的仪器称为分光光度计,分光光度计的结构较光电比色计复杂。
有的分光光度计不仅能测定有色物质,而且还能测定紫外光区有吸收的物质,这种仪器称为可见~紫外分光光度计。
分光光度计包括光源、单色器、比色器和检测器。
光源可选钨丝灯或氢灯;单色器是将复杂的白光按波长的长短顺序分散成为单色光的装置。
其分散过程称为色散。
色散以后的光经过反射、聚光、通过狭缝到达溶液、检测器采用的是光电管或光电倍增管。
分光光度计工作的理论依据是光的吸收定律。
对于液层厚度一定而浓度不同的溶液,即颜色深浅不同的溶液来说,光线的吸收是与溶液的浓度(C)及入射光的强度成正比。
例如,光线通过浓度为C ,厚度为b 的液层后,光的强度减弱为原来的1/2,则光线通过后,光的强度I 1为I 0的1/2 。
光线通过浓度为2C 时,光的强度I 2为I 0的1/4;光线通过浓度为3C 时,光的强度I 3为I 0的1/8。
于是同样可以得到下列关系式:: KC II =)lg((1-1-1)式(1-1-1)中的K 为常数,它与入射光波长以及溶液的性质、液层厚度和温度有关。
式(1-1-1)就是厚度一定时,当浓度不同的溶液,入射光的强度I 0和投射光I 的强度之比的对数和溶液的浓度C 成正比,通常又叫比耳定律。
同样溶液的浓度不变时也可以得到:(b 为溶液的厚度) Kb I I =)lg((1-1-2)合并上两式得到: A=abC II =)lg((1-1-3)从式(1-1-3)中可看出,如果光完全不被吸收时,则I=I 0 ,A=0 。
若吸收程度越大。
则I 就越小于I 0 ,A 也就越大。
因此式中A 一项可表示为单色光通过溶液时被吸收的程度,通常称为吸光度。
式(1-1-3)为光的吸收定理,是色度分析的理论基础。
不同色度的啤酒有不同的浓度,因而有不同的吸光度,通过吸光度可以检测出啤酒的色度:色度(EBC )=2.165.227.110-⨯⨯⨯A (1-1-4)其中 1.27——10比色环换算成1/2寸比色杯的系数A——在 波长下测得的吸光度2.65——换算成EBC单位的系数1.2 ——校正值为了满足现代啤酒检测工艺的要求,我们设计了光栅式光谱检测系统。
该方法类似于分光光度法,理论依据与之相同。
但是光栅式光谱检测系统对波长的采集是并行式的,也就说对波长的采集是一步到位的,工作速度很快,精度也较高,并能实现自动化检测。
2.光谱分析技术方案CCD光谱分析系统主要包括三大部分:光学系统,CCD采集系统,软件处理系统,如图2.1.1所示:图2.1.1 CCD光谱分析系统总框架待测光经光学系统的色散元件分光,投射到CCD像面,再进入采集系统,不同波长的光投射到不同的CCD像元上,由CCD进行光电转换,等待进一步处理。
计算机获取CCD信息,通过对像元信息的分析,就可获得待测光的信息;经过软件处理之后,用图形显示出数据结果。
3. 棱镜式光学系统光栅光谱检测系统实图图3.2.1 棱镜式光谱检测系统光路图氦氖激光器定标实验结果图纳黄光灯定标实验结果图4. 啤酒色度实验结果由理论分析得到啤酒的色度定义(1-1-4)式:色度(EBC)=10×1.27×A×2.65-1.2其中的波长选定在430.0nm处,所以我们要得到透射光透过啤酒之前和之后的光强值,代入上式求出该啤酒的色度。
用钨灯做光源,把光栅光谱仪刻度置于430.0nm处,然后修改GetData()函数中的定标波长为430.0nm,清屏函数ClearCurve()中波长坐标的起始位置393.7nm,然后运行程序,我们得到透射前光谱图5.2.1,从图中我们得到933象元处,即430.0nm光谱处的量化光强度值为2926。
钨灯透射啤酒前光谱分布图钨灯透射啤酒后光谱分布图然后我们让钨灯光透过单位厚度的啤酒再入射到光谱仪中,得到图5.2.2 从图中我们得到430.0nm处透射后的量化光强为1595,系统自动算出此酒色度为7.8EBC,通过质量判断得到此啤酒为淡色啤酒,与我们所用的啤酒色度值(5.9EBC)相差不大,可见实验是比较成功的。
然后我们把啤酒换成自来水再做了一次,得到图 5.2.3。
从图中我们得到430.0nm处透射后的量化光强变为2376,色度值变为1.2EBC,显然质量很差。
钨灯透射自来水后光谱分布图实例二.光谱法区分癌细胞与正常细胞1、选题背景光学和激光技术在当今最活跃的生物技术和生命科学领域中起着重要作用。
光电检测技术是光学、电子学及传感技术相结合的产物,可以解决现代医学中极端重要的问题,如诊断和治疗各类肿瘤等。
癌症给人类带来巨大灾难,全人类都在为攻克癌症而奋斗,本项目研究拉曼光谱法诊断癌细胞,对癌症诊疗学有着重要意义。
当激光照射试样时,几乎所有的散射光和激光一样具有相同的波长,即“瑞利散射光”;但有很小一部分散射光谱即所谓“拉曼光谱”具有不同的波长;不同的活组织(如正常细胞和各种癌细胞)就有不同的拉曼光谱。
近年来以激光拉曼光谱检测癌细胞的技术在光电子领域越来越受到高度重视。
日本东京大学研究生院理学教授滨口宏夫等人研究出“时空分解拉曼散射光谱技术”,对肺癌样品实现了离体检测,证明利用拉曼散射光谱技术能够区别癌细胞和正常细胞不同的生物分子结构。
荷兰鹿特丹Erasmus医学研究中心的Gerwin Puppels领导的科研小组研制了一种大约1mm的光纤探头,它可以测出一种组织的拉曼光谱,然后和光谱数据库中其它各种组织包括癌组织的拉曼光谱进行对照,就知道所测组织是否癌变。
国内北京大学凌晓锋小组由医学院和化学院人员组成,他们对胃癌进行了离线初步探讨,得出胃癌的拉曼光谱一些结论。
目前,在国内外可靠地进行肿瘤细胞的检测都还在采用以切片法为代表的体外检测法,有连续切片法、免疫组织化学及细胞化学技术法、核酸杂交法、逆转录聚合酶链反应法等,是一些生物化学方法,检测周期得几天。
在癌症手术中无法实现临床在线检测,无法直接知道是否将癌细胞全部切除干净,往往会残留肉眼看不见的癌变组织,后来不得不进行第二次手术。
现在大家都期盼着拉曼光谱技术能实现癌细胞临床在线检测。
2.文献综述(1)拉曼光谱原理简介:当一单色激光照射到样本表面时,绝大多数光子被单性散射,能量不变,称为瑞利散射.一小部分产生能量改变的散射,其中一种称为stokes散射,其波数小于激光波数.另一种为Anti-stokes散射,其波数大于激光波数.测量散射光的频率偏移的光强度分布即得到拉曼光谱,故拉曼光谱相当于分子的指纹,可以用来做定量或定性分析.(2) 文献结论经过网上查找的资料,我们了解到利用拉曼光谱检测癌症细胞已经得到了初步的利用,并得出了一些结论:按正常人和不同种类的癌症患者进行分类, 分别对正常人、鼻咽癌患者、肝癌患者和慢性白血病患者的血清进行激光拉曼光谱测定, 每类病种各测定10个样品。
结果表明,同类血清样本激光拉曼光谱重现性好, 拉曼散射光谱特征基本相似。
同类样品中不同患者血清的拉曼散射光谱特征峰值大小虽然不同, 但拉曼散射峰频移没有改变。
图1a为正常细胞的拉曼光谱图,它没有拉曼散射峰; 图1b 是鼻咽癌患者血清的拉曼光谱,它在875 cm- 1处出现了拉曼散射峰; 图1c 是肝癌患者血清的拉曼光谱, 它在1 000 cm- 1处出现了拉曼散射峰; 图1d是慢性白血病患者血清的拉曼光谱, 它没有拉曼散射特征峰, 但有异于正常人血清的拉曼光谱。
(3) 激光器的选择在目前检测拉曼光谱中多用的是激光器是氩离子激光器(功率大于1w),可以得到较强的拉曼信号.但氩离子激光器的蓝绿光及高功率,容易使某些物质产生荧光或光分解,因此再试验中可以采用功率较小的He-Ne激光器(632.8nm),甚至半导体激光器(780nm)以减轻荧光的影响.(4) 癌症细胞的其他检测方法钾离子对细胞渗透压的维持起着总要的作用,可以通过检测细胞中钾离子的含量来检测癌细胞.下表为胃癌,肠癌和正常细胞的钾浓度测量结果,由表可见胃癌,肠癌细胞钾浓度显著高于正常组织.3、方案论证本次设计欲利用激光照射在正常细胞和癌症细胞上产生的不同的拉曼光谱谱线来实现对癌症细胞的检测,基本框图如下:I.光学系统(1) 激光器激光器可以采用半导体激光器,以便使整个仪器小型化.(2) 样本样品应该和拉曼散射光会聚透镜放在同一个暗室中,样品经激光照射后的散射光经过透镜的会聚进入拉曼光谱仪激光拉曼光谱仪的聚光会集系统如图所示:(3) 拉曼光谱仪任何物质都有确定的分子结构,都有确定的分子振动光谱,拉曼散射光谱技术从物质的分子振动光谱来识别和区分不同的物质结构,成为研究物质分子结构的有效手段。
在医学上,拉曼光谱可从疾病引起组织,体液,细胞的分子组成的变化,在分子和细胞水平上来诊断疾病。
因而,拉曼光谱技术在生物医学和临床诊断上的应用是目前的热门课题.激光拉曼光谱技术在医学、生物化学、生物物理学,分子生物学领域得到广泛应用。
拉曼光谱可从分子水平检测癌症患者血清中代谢产物的变异。
本设计采用自行研制的癌症检测的激光拉曼光谱仪。
它主要由He-Ne(623.8)激光器和GDS50 2光栅双单色仪组成,具有输出功率大和分辨率高的特点光谱仪如图所示:红外激光试样上述一个光栅的单色仪不能将杂散光完全除去,因而一般使用两个光栅或三个光栅组合的单色仪。
一般两个光栅组合的单色仪已能将杂散光减少到许可的程度。
(4) 光电倍增管光电倍增管是探测紫外辐射、可见光和近红外辐射的一种电真空器件。
顾名思义,它将接收到的光辐射变成电子流,然后经倍增放大,输出一个较大的电信号。
具有极高的灵敏度与快速响应等特点, 光电倍增管还有许多其它光电器件不能与之匹敌的优异特性。
由于这些特性,光电倍增管在天文、地理、地质、物理、化学、医学、考古学和生物学等领域中获得越来越广泛的应用;在科学研究、军事技术和工农业生产中起着日益重要的作用。
与一般半导体光敏器件的比较:在200一900nm谱区,光电倍增管有很好的响应,量子效率高,硅光电管则相当差;但是在被长大于1100nm的近红外区,情况恰好相反:硅光电管有极好的响应,而光电倍增管则很差。
光电倍增管的时间响应通常比半导体光电器件快得多。
负载阻抗为50Ω时,快速光电倍增管的上升时间可达l一2n s. 硅光电管的固有上升时间为10一20n s。
考虑到分布电容和为获得好的信噪比所必需的高阻负载,硅光电管的实际上升时间长达几十μ s。
硅雪崩光电管的上升时间可能短到2ns但其增益很低(约150),灵敏面积不大(一般为0.5m㎡)。