流动注射分析仪采用分光光度计作为检测器时,需要光源提供足够强度的、稳定的光信号。分光光度计常用的波长范围为400~760 nm的可见光区和波长范围为200~400 nm的紫外光区。
在传统分光光度计中,紫外光区通常用氢灯或氘灯,可见光区一般用钨灯或卤钨灯。
由于每个流动注射主机只分析一个项目,所以主机只需要固定的波长就能够满足测试的需求。
凯菲亚仪器有限公司推出的流动注射分析仪,率先在国内使用LED(light-emitting diode)灯作为配套的分光光度计光源。
以下将LED和传统光源进行对比,了解LED灯作为分光光度计光源的优势。
1 . 光谱连续,需要专门的单色器
不同的光源都有其特有的发射光谱,因此可采用不同的发光体作为仪器的光源。
钨灯光源所发出的光谱波长范围为400~1000nm,涵盖了可见光区和近红外光区;氢灯(或氘灯)则能发出185~400 nm波长的紫外光。但无论是钨灯或者氢灯,都是连续的光谱,并非分光光度计所需要的单一的检测波长,因此需要通过棱镜、光栅和滤光片等单色器方能筛选到所需要的波长。
LED发光色彩纯正,发光的单色性好,光谱窄,无需过滤,可直接发出所需的特定波长的光,因此基于LED的专用型分光光度计具有结构简单且稳定的优点。
LED灯的发光光谱可以通过调整其内的荧光粉,实现从紫外到近红外光谱全覆盖,目前已经能方便采购到足以替代钨灯和氘灯的LED光源,也就不存在LED光谱受限的问题。
2 . 使用寿命长
(卤)钨灯的稳定发光寿命约2000小时,普通氘灯的稳定发光寿命则仅约800小时。
虽然目前都开始使用“长寿”型灯泡,氘灯可达2000小时,钨灯达到3000小时。但现在LED灯使用半导体芯片发光,无灯丝,无玻璃泡,不怕震动,不易破碎,稳定发光寿命可达五万小时,其与传统光源相比的优势可见一斑。
3 . 高效节能、发热小、光强稳定
目前卤钨灯光效为12~24流明/瓦,工作时碘钨灯的玻壳温度为250~600℃,溴钨灯的玻壳温度为200~1100℃。LED光效可达到50~200流明/瓦,工作电压一般只需1.8~3.3V。电流较小,电能转化为光能效率高,运行一千小时仅耗几度电;发热量小,一般不会超过100℃,甚至无需散热器即可稳定工作。
通常开机后,卤钨灯达到稳定发光状态需要至少30分钟,这也是目前所有分光光度计要开机预热半个小时的原因。LED灯达到稳定的发光状态仅需1~5分钟,几乎可以实现开机即测,可以有效提高测样速度,减少试剂和电能的消耗。
4 . 绿色环保
LED不含汞和氙等有害元素,利于回收和再利用,而且不会产生类似电子镇流器的电磁干扰,发光效率高,功耗小于1瓦,符合绿色环保的政策要求。
总结:目前LED灯已经广泛应用于各个领域,而在流动注射分析仪中,LED灯作为配套分光光度计的光源显著优于传统光源,将来一定会成为流动注射的主要光源。
[来源:凯菲亚仪器有限公司]
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