质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、概述

赛默飞（Thermo Scientific）BioMate 系列分光光度计是一类高精度紫外–可见光吸收检测设备，光路系统是其最核心的物理模块。
光路的正确性与洁净度直接决定仪器的波长准确度、光度稳定性、噪声水平和吸光度线性。
因此，定期进行**光路检查（Optical Path Inspection）**是保证仪器性能、延长使用寿命和确保实验数据可靠性的基础环节。

BioMate 采用双光束光学系统，通过高质量光源、全息光栅分光、精密反射镜组和检测器，实现波长选择与光强测定。
在使用过程中，光路可能受到灰尘、湿气、比色皿污染、光源老化或机械偏移等因素影响，导致结果异常。
科学、系统地开展光路检查，可以及时发现并修复这些问题，保持仪器长期高性能运行。

二、BioMate 光学系统结构

2.1 光源部分

BioMate 采用氙灯或氘/钨灯复合光源，覆盖 190–1100 nm。

• 氘灯（Deuterium Lamp）：提供紫外区域（190–350 nm）连续谱，点亮稳定，寿命一般 2000–3000 小时。

• 钨灯或卤钨灯：用于可见至近红外区（350–1100 nm），亮度高，寿命约 5000 小时。

• 氙灯系统：部分型号采用单氙灯覆盖全波段，即开即用，省去切换机制。

2.2 分光系统

分光核心为高分辨率全息光栅（Holographic Grating），通过改变入射角度选择特定波长。

• 光栅刻线密度通常为 1200–1800 线/mm；

• 转动由步进电机驱动，角度精度高；

• 出射波长与入射角成严格函数关系。

2.3 光学反射与准直系统

包括前后反射镜、准直镜和折射透镜组，用于聚焦光束并保持光路中心对准。
镜面采用铝镀膜或增强反射镀膜，反射率大于 90%。
光路对准精度要求极高，微小偏移都会导致能量损失。

2.4 样品室与双光束结构

BioMate 采用双光束结构：

• 一束光经分光镜进入样品池（Sample Beam）；

• 另一束光进入参比池（Reference Beam）；

• 检测器同时接收两路信号，计算比值以消除光源波动和系统噪声。

这种结构使仪器在长期运行中保持极高的基线稳定性。

2.5 检测器部分

常用硅光电二极管或光电倍增管（PMT）检测光信号。

• 紫外与可见光区分路采集；

• 模拟信号经放大与数字化处理；

• 最终形成吸光度 A、透射率 T 或浓度值。

三、光路检查的意义

1. 确保光强稳定 —— 灯源衰减或镜面污染会导致吸光度偏低。

2. 维持波长准确 —— 光路错位可能引起光栅扫描偏差，峰位漂移。

3. 减少杂散光与噪声 —— 反射镜老化或狭缝污垢是主要来源。

4. 校验检测器性能 —— 判断探测元件响应是否均匀。

5. 延长仪器寿命 —— 定期检查可避免积尘造成不可逆光学损伤。

四、光路检查的准备工作

4.1 环境要求

• 温度 20–25 ℃，相对湿度 <70%；

• 光路检查时关闭强光源，防止外光干扰；

• 放置仪器于稳固水平台面，避免震动。

4.2 仪器预热

开机后预热 15–20 分钟，使光源与电子系统稳定。

4.3 必备工具

• 清洁棉签、无水乙醇、透镜纸；

• 光路标准检查片（钕玻璃、钬氧化物滤光片）；

• 白板或标准比色皿；

• 手电筒与小镜子（用于内部观察）；

• 校准软件或内置维护程序。

五、光路检查的标准流程

光路检查一般分为三部分：光源输出、分光与准直系统检查、样品室及检测器光通量验证。

（一）光源部分检查

1. 外观与固定情况

打开光源舱后，观察灯泡是否牢固、插口接触良好。若发现灯脚发黑、裂纹或金属部件松动，应立即更换。

2. 光强与照度检查

进入“Lamp Check”模式，测量光源强度：

• 若强度低于额定值 70%，说明灯老化或镜面污染；

• 若光强波动 >2%，表示电源不稳或接触不良。

3. 灯源切换与平滑性

对于氘/钨双灯系统，检查波长 350 nm 附近的切换区，曲线应连续无突变。若出现跳变，则需重新校准或调整光路。

4. 光源聚焦

使用观察镜查看光斑形状，应为椭圆形、边缘平滑。偏心或分裂光斑意味着灯位置偏移。

（二）分光与反射系统检查

1. 光栅驱动与步进精度

进入“Wavelength Test”，选择 200–800 nm 扫描。若扫描过程中有异常噪声或卡顿，表明光栅驱动齿轮磨损或润滑不足。

2. 波长线性与峰位验证

放置钕或钬滤光片，扫描谱图。

• 比对标准峰位：如 361.5 nm、453.8 nm、536.5 nm；

• 若偏差大于 ±0.5 nm，执行“Wavelength Calibration”自动校正。

3. 反射镜状态检查

使用小镜子从样品舱观察反射镜表面：

• 若表面灰暗、有油迹或霉斑，应使用干净透镜纸轻拭；

• 切勿使用湿布或手直接接触镜面。

4. 准直与狭缝清洁

狭缝是决定分辨率的关键部件。

• 检查狭缝边缘是否有灰尘或污渍；

• 使用气吹清理，禁止硬物擦拭。

（三）样品室与检测器检查

1. 比色皿路径

确认样品池、参比池安装方向正确，光束应垂直通过比色皿中心。
若比色皿装反或有水滴，会造成光程偏差和散射。

2. 样品室清洁

检查光窗玻璃是否有指纹、油迹或灰尘。可用无水乙醇蘸棉签轻擦，再用干布拭净。

3. 光通量验证

在无样品状态下进行空白测定，基线应平直，吸光度接近零。
若基线起伏或漂移明显，说明光通量不均或检测器噪声过大。

4. 检测器响应均匀性

使用标准滤光片测试不同波长处的光强响应，比较与参考曲线。偏差超过 ±5% 时需调整放大器或更换探测器。

六、光路异常与故障诊断

七、光路调整与校准方法

7.1 光源位置调整

对于可拆装灯源型号，灯泡装配时应保持灯丝位于光轴中心。

1. 松开固定螺钉，微调灯座。

2. 观察样品舱光斑亮度，调整至最大且均匀。

3. 锁紧螺钉，重复测试确认稳定。

7.2 光栅复位与线性校准

1. 启动仪器“Grating Reset”功能，使光栅回零。

2. 使用标准滤光片测量特征波长；

3. 输入标准峰值与实测值，系统自动修正波长偏差。

7.3 检测器校正

通过“Photometric Calibration”菜单对检测器响应进行校准。
系统会逐步测量不同波段光强，建立补偿曲线。

7.4 双光束平衡

执行“Beam Balance”程序：

• 插入空白比色皿；

• 仪器自动调节参考与样品光束强度；

• 平衡后两束光强差应小于 1%。

八、光路清洁与维护

8.1 日常保养

• 每次测定前后检查样品舱是否清洁；

• 避免溶液飞溅入光窗；

• 使用后保持舱门关闭，防止灰尘进入；

• 每周用干燥空气轻吹狭缝和镜面。

8.2 定期维护

• 每 3 个月检查灯源光强和光路清洁度；

• 每 6 个月进行一次光路全面检查与波长校准；

• 每年更换灯源并重新验证光学性能。

8.3 清洁注意事项

• 禁止使用含腐蚀性溶剂清洁光学部件；

• 清洁时动作轻柔，防止镜面划伤；

• 不可直接触碰镜片与光栅表面。

九、光路性能验证指标

1. 光度准确度：使用标准滤片测得吸光度偏差 ≤±0.005 A。

2. 波长准确度：偏差 ≤±0.3 nm。

3. 基线漂移：≤0.001 A/h。

4. 杂散光：A(220 nm) > 2.0 表示合格。

5. 噪声水平：<0.0003 A。

这些指标是判断光路是否正常的主要参考。若任何项超标，应立即进行检查。

十、安全操作与注意事项

1. 光源舱内有高压部件，非专业人员不得拆装。

2. 检查时避免直视点亮的光源，以防紫外伤害。

3. 调整光路时务必断电操作。

4. 清洁溶剂使用后应充分挥发，防止残留影响光学部件。

5. 维护记录需详细保存，含日期、检测人、结果与处理措施。

十一、光路检查实例

案例 1：吸光度不稳定
检查发现样品室内光窗有水迹。清洁后稳定性恢复，说明污染导致散射。

案例 2：基线上升
检测氘灯寿命已到，光强衰减 60%，更换后问题消除。

案例 3：波长偏差
钬滤光片测试显示 536.5 nm 峰位漂移至 537.2 nm。执行自动校准，恢复正常。

案例 4：杂散光过高
拆开光路发现狭缝边缘积尘。清理后在 220 nm 吸光度由 1.8 提升至 2.1。

十二、光路检查的周期与记录

建议建立光路检查制度：

所有结果应记录在维护日志中，便于追溯。

十三、常见光路问题与用户自查要点

1. 无光输出：确认灯是否点亮、接线牢固；若无响应，联系维修。

2. 吸光度异常高：检查比色皿清洁度与放置方向。

3. 基线起伏明显：检查舱门是否关闭、防止外光入射。

4. 噪声突增：环境振动或电子干扰，保持仪器稳固并远离高频设备。

5. 波长切换时闪烁：灯源切换同步不良，执行自动调整。