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赛默飞分光光度计Evolution使用说明

赛默飞(Thermo Fisher Scientific)旗下的 Evolution 系列分光光度计 是一款高性能紫外—可见光光谱分析仪器,适用于科研、教学、药品检测、环境监测、食品安全及生化分析等多领域应用。

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一、概述

赛默飞Thermo Fisher Scientific)旗下的 Evolution 系列分光光度计 是一款高性能紫外—可见光光谱分析仪器,适用于科研、教学、药品检测、环境监测、食品安全及生化分析等多领域应用。
该系列产品以高精度光学系统、智能化软件控制及模块化配件体系著称,能够在 190–1100 nm 的波长范围内实现快速、准确的吸光度、透过率及浓度测定。

Evolution 系列包括多个型号,如 Evolution 201、220、350、600、300 UV-Vis 等,不同型号在光路结构、检测器配置与数据接口方面略有差异,但操作逻辑与功能设计高度一致。本文将以通用方式详细说明其使用步骤、操作要点及系统维护方法。


二、仪器结构与工作原理

1. 光学系统

Evolution 系列采用 双光源单光束或双光束光路结构,由以下主要部件组成:

  • 光源系统:氘灯用于紫外区(190–350 nm),钨卤素灯用于可见区(350–1100 nm);

  • 单色器系统:配备高精度光栅,可实现 ±0.1 nm 波长分辨率;

  • 样品舱:可容纳标准比色皿、流通池、微量样品架或温控附件;

  • 检测器系统:采用硅光二极管或光电倍增管检测器,响应灵敏、噪声低;

  • 电子控制系统:负责波长驱动、信号采集及光源自动切换;

  • 软件系统:提供用户交互界面、数据处理与图谱分析功能。

2. 工作原理

仪器通过控制光栅选择特定波长的单色光照射样品。
光束穿过样品后,透射光强度 III 与入射光强度 I0I_0I0 的比值定义为透过率 TTT

T=II0T = \frac{I}{I_0}T=I0I

吸光度由公式 A=−log⁡10TA = -\log_{10} TA=log10T 计算得到。
根据朗伯–比尔定律,吸光度与溶液浓度 CCC 呈线性关系:

A=εbCA = ε b CA=εbC

其中 εεε 为摩尔吸光系数,bbb 为光程长度(cm)。
因此,通过测量吸光度即可实现物质浓度或纯度的定量分析


三、开机与初始化

1. 环境要求

  • 温度:20–25℃;

  • 相对湿度:40%–70%;

  • 电源:AC 220V ±10%,50Hz;

  • 仪器应放置于平稳、防震、无强光直射的实验台上;

  • 避免高功率设备共线使用,防止电磁干扰。

2. 开机流程

  1. 检查电源线和数据线连接是否牢固;

  2. 打开主机电源,仪器进入自检程序;

  3. 系统检测光源、电路及波长定位;

  4. 光源自动点亮,进入预热状态(约 15–20 分钟);

  5. 自检完成后,主界面显示“Ready”状态。

3. 光源预热

氘灯与钨灯在预热期间能量逐渐稳定。光源稳定性对测量精度影响显著,实验前必须等待预热完成。


四、测量模式与操作流程

Evolution 系列内置多种测量模式,可通过主界面选择进入。以下为主要模式及操作方法。

1. 固定波长测定

用途:测定样品在指定波长下的吸光度或透过率。

操作步骤

  1. 选择“Fixed Wavelength”模式;

  2. 输入波长(如 280 nm);

  3. 选择测量单位(A 或 %T);

  4. 放入空白比色皿并执行“Blank”校正;

  5. 插入样品比色皿并点击“Measure”;

  6. 结果实时显示并可保存至内存或 U 盘。

2. 波长扫描模式

用途:扫描一定波长范围内样品的吸收光谱,用于确定特征吸收峰。

操作流程

  1. 选择“Scan Mode”;

  2. 输入起始波长与终止波长(如 200–800 nm);

  3. 设定扫描步长与速度(Fast/Medium/Slow);

  4. 执行空白扫描;

  5. 放入样品后点击“Start”;

  6. 系统自动绘制光谱曲线并标注 λmax。

3. 定量分析模式

用途:根据标准曲线测定未知样品浓度。

操作流程

  1. 进入“Quantitative Mode”;

  2. 输入测量波长(如 350 nm);

  3. 测定一系列标准溶液的吸光度;

  4. 系统自动绘制标准曲线并计算方程 A=kC+bA = kC + bA=kC+b

  5. 测量未知样品并输出浓度结果。

4. 时间扫描模式

用途:研究吸光度随时间的变化,用于酶动力学或反应速率测定。

操作步骤

  1. 选择“Kinetics”模式;

  2. 设定波长、时间间隔与测量总时长;

  3. 执行空白校正;

  4. 点击“Start”开始连续测定;

  5. 系统自动绘制吸光度—时间曲线,可导出数据计算速率常数。

5. 多波长测量模式

用途:同时在多个波长下测量吸光度,适用于多组分混合分析。

操作步骤

  1. 选择“Multi-Wavelength”模式;

  2. 输入多个波长(最多 10 个);

  3. 完成空白校正;

  4. 测量样品并自动计算各波长吸光度值。

6. DNA/Protein 模式

用途:测定核酸或蛋白质浓度及纯度。

操作流程

  1. 进入“Nucleic Acid/Protein”模式;

  2. 系统自动设置波长 230、260、280 nm;

  3. 测量样品吸光度;

  4. 自动计算核酸浓度与纯度(A260/A280 比值)。


五、数据处理与报告输出

1. 数据统计

系统自动计算:

  • 平均值与标准偏差(SD);

  • 吸光度差值 ΔA;

  • 样品浓度平均值与标准曲线相关系数(R²)。

2. 图谱分析

  • 可放大、平滑、积分与标注峰位;

  • 支持光谱叠加比较与差谱分析;

  • 可输出图形文件(PNG、BMP、PDF)。

3. 数据导出

  • 内部存储:可保存 1000 组数据;

  • 外部存储:通过 USB 导出为 CSV、TXT、PDF;

  • 网络共享:部分型号支持 LAN 与云端同步。

4. 报告生成

仪器内置报告模板,包含:

  • 样品编号与参数设定;

  • 吸光度、浓度及曲线数据;

  • 操作员与时间记录;

  • 校准状态与系统信息。

报告可直接打印或保存电子版,符合实验室数据完整性要求。


六、系统校准与性能验证

1. 波长校准

使用氧化钬滤光片或稀土玻璃滤片检测标准吸收峰位置,仪器自动校准光栅角度。
波长准确度应保持在 ±0.3 nm 以内。

2. 吸光度校验

使用重铬酸钾标准溶液测定 235 nm、257 nm、313 nm 处的吸光度值。误差应小于 ±0.005 A。

3. 杂散光检测

以 NaNO₂ 溶液测试,透过率应小于 0.05%T,保证光谱纯度。

4. 稳定性验证

空白扫描 1 小时,基线漂移应低于 ±0.0003 A/h。若超限需重新校正或更换光源。


七、维护与保养

1. 日常维护

  • 每次测定后清洁样品舱及比色皿;

  • 定期擦拭光学窗口,避免污染;

  • 关闭光源前需冷却 10 分钟;

  • 使用防尘罩覆盖仪器。

2. 光源维护

光源类型使用寿命建议更换周期
氘灯1000–1500 小时每 12 个月
钨卤素灯2000 小时每 18 个月

更换步骤:

  1. 关闭电源并冷却;

  2. 打开光源舱盖,拔出旧灯;

  3. 安装新灯后执行“Lamp Calibration”;

  4. 检查光源能量输出。

3. 比色皿与样品舱保养

  • 使用后立即清洗并擦干;

  • 比色皿存放于专用盒内防止划伤;

  • 避免腐蚀性试剂溅入样品舱。

4. 软件与系统更新

通过 USB 或网络接口更新软件版本;更新前须备份所有数据。
更新完成后重新执行波长与吸光度校准。


八、常见故障与排查

故障现象可能原因处理方法
无法启动电源线松动或保险丝熔断检查电源、替换保险丝
吸光度波动大光源未预热或样品含气泡预热光源、重新取样
光谱曲线畸变光路污染或光栅偏移清洁光学元件、重新校准
无法保存数据内存满或 U 盘损坏删除旧文件、更换 U 盘
显示器无响应系统死机或电源不稳重启仪器、检查供电

如出现无法排除的故障,应联系授权售后服务工程师进行维修。


九、安全操作注意事项

  1. 禁止在光源点亮时打开光学舱门,以防紫外辐射;

  2. 液体样品操作需防止溅入仪器内部;

  3. 清洁仪器时禁止使用含氨溶液或强碱试剂;

  4. 定期检查接地装置,防止电击风险;

  5. 非专业人员不得拆卸内部电路。


十、应用领域

1. 生命科学

2. 化学分析

  • 有机化合物特征光谱研究;

  • 络合物比色分析;

  • 化学反应速率测定。

3. 医药与食品检测

  • 药物溶液含量测定;

  • 食品添加剂、色素及维生素分析。

4. 环境监测

  • 水质中氨氮、硝酸盐、磷酸盐定量;

  • 工业废水中金属离子检测。


十一、技术性能指标概览

指标项目技术参数
波长范围190–1100 nm
波长准确度±0.3 nm
波长重复性±0.1 nm
吸光度范围-0.3–3.5 A
吸光度准确度±0.002 A
光谱带宽1 nm(可选 2 nm)
基线稳定性≤0.0003 A/h
光源系统氘灯 + 钨卤素灯
检测器硅光二极管或 PMT
显示屏7 英寸触控液晶屏
数据接口USB / LAN / Wi-Fi

十二、长期保存与停机管理

  1. 长期停用前关闭光源并断电;

  2. 清洁样品舱、光窗与比色皿;

  3. 存放于干燥、无尘、温度适中的环境;

  4. 每月通电一次,保持电子系统活性;

  5. 若重新启用,应重新校准波长与吸光度。