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【微光譜應(yīng)用】Ocean HR2吸光度及分辨率測(cè)評(píng)

OIA MKT 蔚海光學(xué) 2023-03-02 14:29 發(fā)表于江蘇

“Ocean HR2憑借其專有的CCD陣列探測(cè)器和低雜散光光學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)，為從等離子體監(jiān)測(cè)到藥物分析等各種應(yīng)用提供了優(yōu)異的光譜性能。本次測(cè)試，我們關(guān)注Ocean HR2吸光度線性度以及高分辨率性能。”

▎關(guān)于Ocean HR2

Ocean HR2高分辨率光譜儀結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固耐,用，積分時(shí)間快至1μs，熱波長(zhǎng)穩(wěn)定性——漂移小于每攝氏度0.06個(gè)像素，可在溫度變化時(shí)保證可靠的光譜性能。它涵蓋 ~190-1150 nm 內(nèi)各種波長(zhǎng)范圍，可選狹縫尺寸，以幫助用戶控制光通量和光學(xué)分辨率。

高分辨率光譜儀Ocean HR2與海洋光學(xué)光源、附件和軟件兼容，允許用戶針對(duì)不同的應(yīng)用優(yōu)化。此外，每臺(tái)Ocean HR2光譜儀都配有Ocean Direct，這是個(gè)功能強(qiáng)大的跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)工具包，帶有應(yīng)用程序編程接口。

▎吸光度測(cè)量：重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)品

為測(cè)試Ocean HR2吸光度線性度，測(cè)量了重鉻酸鉀吸光度標(biāo)準(zhǔn)品，每種樣品的濃度水平都不同。

測(cè)量吸光度實(shí)驗(yàn)包括海洋光學(xué)HR2-UV-VIS光譜儀、帶衰減器的DH-2000氘燈光源、兩根400 μm光纖，石英比色皿、Square One比色皿支架和OceanView軟件。

圖1. 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)品的紫外吸光度（濃度范圍20.27-100.95 mg/L）

圖1為使用Ocean HR2測(cè)得的紫外吸收譜，可看出Ocean HR2出色的低雜散光性能,特別是當(dāng)繪制與濃度關(guān)系時(shí)，其吸光度線性度為0.9997（圖2）。

圖2. 高吸光度線性度是Ocean HR2光譜儀的一個(gè)特點(diǎn)。

藍(lán)色線為重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)品的測(cè)量結(jié)果，基于該標(biāo)準(zhǔn)曲線，可預(yù)測(cè)該波長(zhǎng)范圍內(nèi)1.5AU以下幾乎任何樣品的濃度。

▎吸光度測(cè)量：牛血清白蛋白BSA

牛血清蛋白（BSA）常用作生化應(yīng)用中的蛋白質(zhì)濃度標(biāo)準(zhǔn)品。下面使用與重鉻酸鉀實(shí)驗(yàn)相同的Ocean HR2光譜儀配置，在蒸餾水中測(cè)量了質(zhì)量同為503mg的30種不同濃度的BSA。

為確保獲得zui,佳測(cè)量結(jié)果，建議在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意以下：

● 測(cè)量前，將光譜儀和光源預(yù)熱30分鐘。預(yù)熱有助于光源達(dá)到熱平衡狀態(tài)，避免由于光源輸出的微小變化而導(dǎo)致的測(cè)量偏差。

● 采樣時(shí)避免取下石英比色皿，因?yàn)檫@樣做可能會(huì)引入錯(cuò)誤。正確的做法是，在比色皿中進(jìn)行溶液稀釋，使用一次性移液管吸取每個(gè)樣品的一部分，然后在去離子水中混合，并對(duì)每個(gè)樣品重復(fù)該過(guò)程。

● 同時(shí)，還建議避免測(cè)量中移動(dòng)光纖。

圖3. BSA樣品在 279 nm 處有強(qiáng)烈的吸收峰。

使用BSA測(cè)量的吸光度線性度結(jié)果甚至比重鉻酸鉀更,好。取279 nm處的吸收峰（圖3），吸光度直至2.5,AU，也能保證吸光度線性度0.999（圖4）。這種性能使Ocean HR2成為定量其他類型的蛋白質(zhì)濃度及生物應(yīng)用，如分析血液成分和對(duì)藥,物配方進(jìn)行質(zhì)量保證的jue佳選擇。

圖4. 近30個(gè)BSA樣品上測(cè)得的吸光度線性度高達(dá)0.999。

▎高分辨率的Ocean HR2：識(shí)別譜線

由于光學(xué)平臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，Ocean HR2分辨率（FWHM）通常小于1nm。例如在測(cè)量汞氬燈氣體放射光源時(shí)，在UV-VIS波段觀察到很多明確的尖峰（圖5）。

圖5. 根據(jù)配置，可使用Ocean HR2實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)光學(xué)分辨率。

在測(cè)太陽(yáng)輻照度時(shí)觀察到類似的光學(xué)分辨率性能，25μm狹縫的Ocean HR2在其光譜范圍內(nèi)檢測(cè)到光學(xué)分辨率小于1.2nm的光譜發(fā)射線（圖6）。

采樣配置包括一個(gè)連接到600μm VIS-NIR光纖的余弦校正器，該光纖被放置在反射探頭支架中，并以90°對(duì)著天空。

圖6. Ocean HR2光譜儀在太陽(yáng)輻照度測(cè)量中展示了其多,功能性。

結(jié)語(yǔ)

從檢測(cè)等離子體和氣體中的窄發(fā)射線到確定蛋白質(zhì)的濃度，Ocean HR2 光譜儀在實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)線上提供研究級(jí)光譜儀性能，能夠勝任研究或系統(tǒng)集成的苛刻要求。

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