专利名称：特纳10-au现场荧光光度计的紫外-可见吸收附件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种荧光光度计，特别是一种主要用于特纳10-AU现场荧光光度计的紫 外-可见吸收测定附件。
背景技术：
在海洋科学、环境科学、工业生产中，由于样品的来源、结构复杂，影响其变化的因素 众多，不易保存和运输，现场的荧光和吸收测定的需求越来越迫切。
特纳IO-AU现场荧光光度仪是美国特纳公司生产的一种便携式现场荧光仪器，可进行连 续流动检测和单独样品分析。其应用范围包括海洋研究、叶绿素分析、湖泊水库管理、荧光 示踪、原油泄漏检测等组成。其结构主要由光源、滤光片、样品室、检测器、数据处理系统 五部分组成。由于设有防水外壳和防水滤光片组，内置数据采集仪，可自动范围设定，具有 超强的稳定性，使其能够满足现场检测仪器的要求。因此若在保留其原有现场荧光测定功能 的基础上，开发其吸收测定功能，对实现目标化合物吸光光谱和荧光光谱同时在线测定、比 较，反映目标化合物在自然环境中形态的变化具有重要意义。
在一台仪器上实现吸收和荧光同时测定的工作已有报道，较常见的是将两个单独的检测 系统或是功能模块集成到同一个系统上。如液相色谱仪紫外分光/荧光检测器或配置吸收和荧 光探头的CTD。
本申请人在公告号为CN1155077的发明专利中提供一种荧光分光光度计紫外一可见吸 收附件，包括池架和散射池体，池架由散射池体架和比色皿架并排相连而成、侧面设处于荧 光计光路上的贯通孔，散射池体设池体和池体内的散射物质，池体置于散射池体架中，池体 的外侧与池架的内壁吻合。利用物质的散射性质和荧光计的同步扫描功能在商品荧光计上进 行物质的紫外一可见分光光谱分析，以极低的成本，使荧光分光光度计具备荧光分析和紫外 一可见吸收分析两种功能，达到一机两用的目的。但是存在无法实现现场测定，或是价格昂 贵，或是不易应用于湖泊和近岸水域等不足。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种吸收测定附件同时亦保留原有的荧光测定功能的特纳 IO-AU现场荧光光度计的紫外-可见吸收附件。
本实用新型设有样品池、样品池架和L型拉杆，样品池设有入射面、出射面和反射面，入射面与出射面垂直，反射面与入射光呈45。角，反射面上嵌入反射镜，样品池镶嵌于样品池 架的卡槽上，L型拉杆的竖杆嵌入设于样品池架中心凹槽内，L型拉杆的横杆设于样品池下 方。
所述样品池架最好为黑色有机塑料样品池架。
所述样品池的入射面为石英入射面，出射面为石英出射面，反射面为石英反射面，样品 池的其它部分为普通玻璃制成。
使用时，首先根据测定对象，选择合适波长范围的滤光片和衰减片。将本实用新型放入 荧光光度计的暗箱中，用螺丝固定，再把所需测定的样品转入样品池后放入已经固定在样品 舱里的自制样品架上，盖上样品舱盖，可进行测定。
利用配置本实用新型的荧光光度计能在保留其现场荧光检测功能的基础上，实现被测对 象高灵敏吸收光谱和荧光光谱的同时在线测定。将本实用新型用于重铬酸钾和高锰酸钾水溶 液的测定时，灵敏度较Cary 100紫外可见分光光度计分别高约1倍和0.5倍。
当本实用新型应用于腐殖酸水溶液的吸收和荧光的同时测定时，其测定结果满意。海岸 带水域中有色溶解有机物(CDOM)与溶解有机物(DOM)的研究与全球变化中区域响应、 区域海洋生态环境以及海洋有机污染物的迁移转化研究关系密切。CDOM同时具有吸光和荧 光特性，因而吸光光度法和荧光光谱法相继成为该研究领域的主要研究手段。但CDOM、DOM 的来源、结构复杂，在环境中影响其变化的因素众多，不易保存和运输。因此具有吸收和荧 光同时测定功能的现场仪器的研制，对实现CDOM吸光光谱和荧光光谱同时在线测定、比较， 反映CDOM在自然环境中形态的变化具有重要意义。
改进后的10-AU现场荧光仪在不损伤原仪器的情况下，成功地实现吸收光谱的测定，所 得灵敏度较Cary100紫外可见分光光度计高，检出限和精密度亦达到分析测定的要求。本实 用新型操作简便、价格低廉、易于拆卸，并可配置不同的光学套件，从而克服原配件光谱连 续性不足的缺点，有推广和商品化价值。吸收和荧光现场同时测定的实现，为现场研究DOM、 CDOM及有机物污染物的迁移转化过程、及其受生物或化学因素影响下其形态的变化及相互 作用提供了有力的工具，为研究生源要素的生物地球化学循环和污染物的迁移转化奠定了一 新的方法基础。
本实用新型利用光的镜面反射改变光路以实现在特纳10-AU现场荧光光度计上进行液态 样品的紫外-可见吸收测定。为了不改变仪器原有的配件构造和使用上的方便，本实用新型根 据荧光光度计样品室暗箱的结构特点，设计了可用于现场样品的可拆卸吸收测定附件。
综上所述，本实用新型具有以下突出特点
a.没有对原仪器做任何的改动，可以用于现场样品的吸收测定；b.操作简便、价格低廉、易于拆卸；
C.实现了现场样品吸收和荧光的同时测定，这对海洋科学、环境科学的研究有着重要的 意义；
d.可配置不同的光学套件从而克服原配件光谱连续性不足的缺点。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为样品池架的结构示意图。
图3为图2的左视结构示意图。
图4为图2的俯视结构示意图。
图5为样品池的结构示意图。
图6为L型拉杆的结构示意图。
图7为原10-AU现场荧光仪光路示意图。
图8为配置本实用新型后的IO-AU现场荧光仪光路示意图。
图9为配置本实用新型的10-AU现场荧光仪和Cary 100紫外可见分光光度计测定重铬酸 钾水溶液的标准工作曲线。在图9中，横坐标为浓度C (mg/L)，纵坐标为吸光度；曲线i为 配置本实用新型的10-AU现场荧光仪测定重络酸钾，y=0.0204x+0.0059 R2=0.9925;曲线ii 为Cary 100测定重铬酸钾，y=0.0103x+0.0166 R2=0.9981。
图10为配置本实用新型的10-AU现场荧光仪和Cary 100紫外可见分光光度计测定高锰 酸钾水溶液的标准工作曲线。在图10中，横坐标为浓度C (mg/L)，纵坐标为吸光度；曲线 iii为配置本实用新型的10-AU现场荧光仪测定高锰酸钾，y=0.009x+0.0121 R2=0.9960;曲 线iv为Cary 100测定高锰酸钾，y=0.0059x+0.0204 R2=0.9984。
图11为重铬酸钾和高锰酸钾的紫外可见吸收光谱(Cary 100)。在图11中，横坐标为波长 (nm)，纵坐标为吸光度A;实线为重铬酸钾(20.0mg/L)，虚线为高锰酸钾(32.0mg/L)。
图12为配置本实用新型的10-AU现场荧光仪测定HA荧光与吸收的结果。在图12中， 横坐标为浓度C (mg/L)，左纵坐标为吸光度A，右纵坐标为荧光强度F;曲线a为测定HA 荧光，y=3.24x+2.33， R2=0.9945;曲线b为测定HA吸收，y=0.0333x+0.0117 R2=0.9981。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
如图1 6所示，本实用新型设有样品池2、样品池架1和金属活动L型拉杆3，样品池 2设有入射面、出射面和反射面，入射面与出射面垂直，反射面与入射光呈45。角，反射面上 嵌入反射镜4，样品池2的入射面、出射面和反射面为石英材料制成，样品池2的其它部分为普通玻璃制成，样品池2镶嵌于样品池架1的卡槽11上，L型拉杆3的竖杆31嵌入设于 样品池架l中心凹槽12内，L型拉杆3的横杆32设于样品池2下方。 所述样品池架为黑色有机塑料样品池架。
样品池架1上部的沿13使其以固定的高度挂在样品室上，再用螺丝将其固定，不仅可以 方便地从原仪器上取下，也可以保证测定结果#良好的重现性。样品池2的尺寸大小刚好可 镶嵌于样品池架1的卡槽11上。样品池2正对于激发光路和发射光路的两侧以及与之呈45° 的拐角面由石英玻璃制成。其中心在光路的正中央。金属活动L型拉杆3置于样品池架1上 的中心凹槽12内，可来回滑动，以便用于样品池2的装卸，以及可以在样品量较少时，通过 调节样品池2在样品池架1上的高度，使光路通过样品，达到测定目标。
图7给出原10-AU现场荧光仪光路示意图。由光源71发出的光，经激发滤光片72后， 得到所需波长的激发光。设其强度为Io，通过试样池73后， 一部分光被样品溶液吸收，故其 透射强度减为I。其中荧光物质被激发后，将向四周发射荧光。测定荧光时，90。方向上的光 经过发射滤光片74后，绝大部分杂散光被消除，获得所需要的荧光信号F，荧光信号F送至 光电倍增管检测器75进行检测，检测结果由记录仪76显示。
图8给出配置本实用新型后的10-AU现场荧光仪光路示意图。由光源71发出的光，经 激发滤光片72后，得到所需波长的激发光，通过衰减片81的入透射光强度为Io，并由样品 池82的拐角处嵌入的反射镜84反射进入测量光路，进而测量光程内的吸收，获得所需要的 荧光信号送至光电倍增管检测器75进行检测，检测结果由记录仪76显示。由于大多数溶液 透射光强度I+F比荧光强度F强很多，故需控制光通量或降低光电倍增管的电压，防止光漂 白的发生。在光路上除加衰减片81以外，再增加衰减片83 (可多片)并将光电倍增管电压 调至最小可达此目的。经过衰减片83进行荧光测定时，只需将样品架取下，换上原荧光测定 样品架和光学套件即可。
为了考察本实用新型的性能，在相同的仪器条件下，分别用Cary 100紫外可见分光光度 计和本实用新型。
分别用配置吸收测定套件的10-AU现场荧光仪和Cary 100紫外可见分光光度计(标配 液池)测定系列不同浓度的重铬酸钾和高锰酸钾水溶液的吸光度，并分别绘制工作曲线，结 果如图9和10所示，所得工作曲线的相关系数r均达到0.9962以上，表明整个吸收测定范围 内被测溶液的吸收与其浓度间的关系符合朗伯比尔定律，即光路的改变没有影响。实验证实 所设计的吸收测定套件可行。
改进后的10-AU现场荧光仪测定重铬酸钾和高锰酸钾水溶液的灵敏度分别比Cary 100紫
外可见分光光度计(标配液池)高约1倍和0.5倍。其原因可由图ll所示结果解释。 一般的分光光度计是以一定狭缝宽度(如360i5nm)光通量的变化作为定量基础，而改进后的10-AU 现场荧光仪是以宽波长范围(如310 390nm)光通量的变化作为定量基础。虽然由于实验加 工技术的限制，自制样品池与样品池架之间的吻合度不够，使得样品池在光路中位置不稳定， 检测结果的重现性不如商品仪器，但是已满足相关分析测定的要求，只需改进样品池的加工 工艺，则可获得更好的结果。
腐殖质(HA)是CDOM的主要组成成分，既有吸光特性，又具荧光特性，且其吸收特 性与荧光特性的相互关系是目前人们关注的焦点。故采用HA水溶液来检验改进后的10-AU 现场荧光仪用于吸光和荧光特征的同时测定。配制一系列不同浓度经纯化后的HA水溶液， 分别用自制的吸收测定套件测其吸光度，用仪器原配CDOM荧光测定套件测其荧光值。结果 示于图12。结果表明，改进后的IO-AU现场荧光仪可以实现HA水溶液吸收和荧光的同时测 定。IO-AU本身就是现场仪器，改造后的仪器即具有现场吸收测定功能，加上套件更换简易， 在调査船或野外现场可实现一定时间跨度内同一水体中吸收和荧光的测定。
上述结果的获得不仅有重要的理论意义，同时更具现实意义。该吸收套件操作简便、价 格低廉、易于拆卸，并可配置不同的光学套件从而克服原配件光谱连续性不足的缺点，有推 广和商品化价值。吸收和荧光现场同时测定的实现，为现场研究DOM、 CDOM及有机物污 染物的迁移转化过程、及其受生物或化学因素影响下其形态的变化及相互作用提供了有力的 工具，为研究生源要素的生物地球化学循环和污染物的迁移转化奠定了一新的方法基础。
权利要求1.特纳10-AU现场荧光光度计的紫外-可见吸收附件，其特征在于设有样品池、样品池架和L型拉杆，样品池设有入射面、出射面和反射面，入射面与出射面垂直，反射面与入射光呈45°角，反射面上嵌入反射镜，样品池镶嵌于样品池架的卡槽上，L型拉杆的竖杆嵌入设于样品池架中心凹槽内，L型拉杆的横杆设于样品池下方。
2. 如权利要求l所述的特纳10-AU现场荧光光度计的紫外-可见吸收附件，其特征在于 所述样品池架为黑色有机塑料样品池架。
3. 如权利要求1所述的特纳10-AU现场荧光光度计的紫外-可见吸收附件，其特征在于 所述样品池的入射面为石英入射面，出射面为石英出射面，反射面为石英反射面。
专利摘要特纳10-AU现场荧光光度计的紫外-可见吸收附件，涉及一种荧光光度计，特别是一种主要用于特纳10-AU现场荧光光度计的紫外-可见吸收测定附件。提供一种吸收测定附件同时亦保留原有的荧光测定功能的特纳10-AU现场荧光光度计的紫外-可见吸收附件。设有样品池、样品池架和L型拉杆，样品池设有入射面、出射面和反射面，入射面与出射面垂直，反射面与入射光呈45°角，反射面上嵌入反射镜，样品池的入射面、出射面和反射面为石英材料制成，样品池的其它部分为普通玻璃制成，样品池镶嵌于样品池架的卡槽上，L型拉杆的竖杆嵌入设于样品池架中心凹槽内，L型拉杆的横杆设于样品池下方。
文档编号G01N21/64GK201434821SQ20092013961
公开日2010年3月31日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者芳 吴, 勇 张, 陈佳宁 申请人:厦门大学