Thermo 赛默飞分光光度计详解
一、仪器概述
分光光度计是一种通过测量物质对特定波长光的吸收程度来进行定性或定量分析的光学仪器。Thermo（赛默飞）在分光光度计研发和生产方面具备较强的产品体系，覆盖紫外可见、可见、近红外等波长区域，适配实验室研究、质量控制、教学培训和工业分析等不同场景。
其产品组合从基础款桌面式仪器到带有高通量检测能力的模块化系统，满足用户在灵敏度、分辨率、自动化程度和数据处理能力方面的多样化需求。
二、基本原理与结构
1. 工作原理
Thermo 分光光度计的核心基于朗伯-比尔定律，该定律描述了当光束穿过溶液时，其吸光度与溶质浓度及光程长度成正比。通过分析样品对不同波长光的吸收程度，可以推断出其浓度或识别其组成成分。
吸光度（A）与透过率（T）之间的关系为：
A = -log(T) = ε·c·l
其中，ε 为摩尔吸光系数，c 为溶液浓度，l 为比色皿光程。
2. 仪器构造
赛默飞分光光度计通常包括以下组成：
光源系统：采用氘灯和钨灯组合，实现从紫外至可见区域的全波长覆盖（190~1100 nm）。
单色器：通过光栅实现高分辨率波长选择，部分型号具备自动校准功能。
样品池：支持标准1 cm比色皿、微量池或自动旋转多联架。
检测器：使用硅光电二极管或光电倍增管，针对不同灵敏度需求而定。
控制系统：集成触控屏操作或通过外接计算机配套分析软件控制。
三、主要产品系列
1. GENESYS 系列
该系列适用于教育、研发和常规质量控制实验室，具有操作简便、结构紧凑、维护方便等特点。型号涵盖可见光和紫外可见两类，部分型号带有内置操作系统和触摸屏。
典型型号：GENESYS 30、GENESYS 50、GENESYS 150、GENESYS 180
波长范围：325–1100 nm（可见光型号）或190–1100 nm（紫外可见型号）
分辨率：1.8 nm 或 2.0 nm
操作方式：内置图形化用户界面或USB外接控制
2. Evolution 系列
适用于需要高精度和多功能性的实验场景，如生命科学、生化研究、化学分析等。具备灵活配置能力，如双光束系统、温控池、自动进样系统等。
典型型号：Evolution 60S、Evolution 201、Evolution 300
3. NanoDrop 系列（微量分光）
虽然不同于传统比色池形式，NanoDrop 系列仍属于分光光度技术应用的一种。该系列特别适用于微量样本，如DNA、RNA、蛋白质的浓度检测。
无需比色皿，样本量可低至0.5 µL
快速测量，适合高通量生物样本检测
四、技术参数举例（以 Evolution 201 为例）
| 参数类别 | 参数说明 |
|---|---|
| 光学系统 | 双光束，高能量透射设计 |
| 波长范围 | 190–1100 nm |
| 带宽 | 可调 1 nm、2 nm、4 nm |
| 波长精度 | ±0.5 nm |
| 波长重复性 | ±0.2 nm |
| 杂散光 | <0.05% T（@220 nm，340 nm） |
| 光度准确度 | ±0.005 Abs @ 1.0 Abs |
| 吸光度范围 | -3.0 ~ 3.0 Abs |
| 扫描速度 | 高达6000 nm/min |
| 显示与控制 | 彩色触控屏+电脑双控制模式 |
| 接口 | USB、LAN、RS-232、Wi-Fi（部分型号） |
五、常见功能模块
1. 光谱扫描
可以设定起始与终止波长，对样品在一定波长范围内进行吸收光谱绘制。
2. 定量分析
适用于浓度与吸光度关系明确的样品，通过标准曲线进行浓度计算。
3. 多波长测试
用于同时在多个指定波长下测量样品吸光度，提高检测效率。
4. 动力学研究
跟踪样品吸收值随时间变化，常用于酶反应、稳定性研究等。
5. 系统自检与校准
仪器具备自动检测灯源状态、波长准确性、检测器响应等功能，提升仪器可靠性。
六、应用场景
1. 医药分析
原料药和制剂中的有效成分含量检测
药典项目检测（如吸收比、纯度）
生物制药中的蛋白、核酸定量与质量评估
2. 化工材料
染料和颜料吸光特性测定
涂料透光率和遮盖力研究
聚合物添加剂定量测定
3. 食品与农业
食品中维生素、添加剂、色素测定
农作物残留物检测
发酵过程中代谢产物分析
4. 环境监测
水质检测：重金属、氮、磷等污染物含量
废水处理过程监控
土壤和气体中可溶性污染物分析
5. 教育与基础科研
教学实验中的分光分析演示
材料光学性能研究
样品比对与方法验证实验
七、使用方法简述
开机预热：氘灯和钨灯需预热10–30分钟，以确保稳定性。
波长设置：根据实验需求设定目标波长或扫描区间。
空白校准：用空白样品进行基线校准，以消除容器和溶剂干扰。
样品测量：放入样品比色皿，读取吸光度值或进行自动分析。
数据处理：保存数据或导出图谱，生成标准曲线或计算浓度值。
八、维护与校准建议
定期更换光源：氘灯与钨灯通常使用寿命在1000小时左右，出现能量下降时需更换。
保持光路清洁：比色池及样品室应避免残留液体或灰尘。
避免长时间开机：非连续使用时建议关闭光源，延长灯寿命。
周期性校准：建议每半年或一年由专业人员进行波长和光度校准。
数据备份：定期将内部数据导出，避免意外丢失。
九、安全与合规性
部分型号具备用户权限控制、审计追踪功能，符合实验室数据合规要求（如21 CFR Part 11）。具备防篡改记录、操作日志保存和电子签名功能，适用于GMP、GLP等质量体系要求场景。
十、结语
Thermo赛默飞的分光光度计产品在功能覆盖、结构合理性、数据稳定性等方面展现出广泛的适应性。其仪器系列从基础研究到高端工业分析均有对应产品，不仅具备可扩展模块，还能够支持现代实验室的数字化、自动化发展趋势。
