全自動生化分析儀用分光光度計霍建偉,馬海濤,王麗秋,劉劍,陳今涌,唐玉國(1.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所,吉林長春130022;2.吉林大學,吉林長春130022)摘要:結合國家九五攻關"全自動生化分析儀的研制與開發"項目,研制了一種用于全自動生化分析儀的紫外.可見分光光度計.該分光光度計采用全息凹面平像場光柵為分光元件,以硅光電二極管陣列為探測器.光度測試采用后分光技術,從光源輻射的復合光先經樣品溶液吸收后再由全息凹面平像場光柵分光,光電二極管陣列同時接收l2路光譜信號,多個光譜信號同時檢測,實現快速測量.

安徽賽科環保/關鍵詞:生化分析儀;分光光度計;全息凹面平像場光柵;光電二極管陣列探測器Spectrophotometerforfull-auto-biochemicalanalyzerHUOJian-wei,MAHai-tao,WANGLi.qiu,LIUJian,CHENJin.yong,TANGYu.guo(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130022,China;2.JilUniversity,Changchun130022;China)

Abstract:Spectrophotometerisoneofthekeycomponentsinafull-automaticbiochemicalanalyzerandithasitsdirecteffectontheaccuracyoftheentiresystem.Anultraviolet-visualspectrophotometerhasbeendeve1.opedforfull-automaticbiochemicalanalysisbyusingholographicaberration-reducedgratingasspectroscopeandphotoelectrondiodearrayasdetector.Compositelightcomingfromlamp-houseisabsorbedbysampleso-lutionfirstandthenilluminatedtothesurfaceoftheconcaveholographicaberration-reducedgrating.Thepho.toelectrondiodearraycanreceive12beamsoflightsignalatthesametimeforfastmeasurement,andthisiswhyitisreferredtoasback-dividing—lighttechnologyKeywords:biochemicalanalyzer;spectrophotometer;concaveholographicaberration—reducedgrating;pho-toelectrondiodearraydetector基金項目:國家"九五"科學儀器科技攻關(96-A23.C-2.102)引言生化檢驗是醫生確定病人病情的重要手段之一.當病人某些組織發生病變時,其血液或尿液中的某些成分就會與正常人的指標不一樣,醫生以此來確定病情.生化分析儀就是用于測定人體液(血液,尿液)的各種生化指標的分析儀器,它可以準確,快速地為醫生和化學檢驗人員提供檢驗數據,在臨床診斷和化學檢驗中具有重要作用.全自動生化分析儀是一種自動化程度較高的生化分析儀,它將生化分析中的取樣,加試劑,混合,保溫反應,檢測,結果計算以及清洗等步驟的部分或全部由模仿手工操作的儀器來完成.可以快速處理樣品并迅速報告結果,工作效率得到極大提高,同時也節省人力,降低運行成本.全自動生化分析儀作為典型的光,機,電,算結合的精密儀器,涉及的學科門類多,技術復雜,其中的分光光度計是該儀器的核心部分之一,其優劣直接影響儀器的精度指標.本文介紹了一種用于全自動生化分析儀的紫外一可見分光光度計.該光度計采用后分光技術,輸出從340nm到800nm的l2個分立的波長,以全息凹面平像場光柵為分光元件,以光電二極管陣列探測器接收信號.2后分光技術/后分光技術是目前全自動生化分析儀中大量采用的一種分光光度法技術.分光光度法是基于比爾定律基礎上建立起來的一種常用的分析方法.其原理是:特定波長的單色光通過樣品溶液時,其吸收強度與樣品溶液濃度和光通過的距離(即光徑)成正比.分光光度法最終機理是因為不同的物質有其特定的生色基團,生色基團能對特定波長的光產生強的吸收效應,因此無論通過溶液的是單色光還是復色光,溶質也只對其特定波長的光產生強吸收.只要保證光電接收器感應到的是單色光,通過溶液的是單色光還是復色光并不重要,這為后分光技術提供了可能.用復色光通過反應體系后,再通過單色器對吸收后的復色光分成單色光測定,這就是"后分光技術".使用后分光技術,可以在同一體系中測定多種成分.如果比色皿中有多種特征吸收不同的多組成物質,當復色光通過后,各物質分別對各自的特征性光波產生吸收,之后再分成光譜對不同的波長進行測定,這樣就可以在同一體系中同時得到多組分結果.對于后分光式分光光度計,從光源輻射的復合光先通過樣品溶液再經單色器分光.由于后分光式分光光度計可同時提供多個波長,采用面陣CCD,光電二極管陣列等平面光電探測器可同時對幾個波長進行測試,測試速度快.3全息凹面平像場光柵口采用凹面反射光柵作為色散元件,可以不用準直和聚焦成像系統,這樣不僅可以簡化系統結構,而且使探測波長小于195nm的遠紫外光譜區成為可能.目前,因為在遠紫外光譜區,特別是波長小于I10nm以下時,可采用的反射膜層的反射率都很低,因而減少光學元件數量對于減少光能量的損失特別重要,因此凹面光柵得到越來越廣泛的應用.近年來,電子技術和計算機技術的迅速發展,為光譜儀器實現自動化,快速測量提供了優越的條件.面陣CCD,光電二極管陣列,微通道板等元件的出現,使得人們能同時檢測多個信號的想法得以實現.但是利用凹面光柵作為分光元件的光度計,光柵和探測器的位置受羅蘭圓的限制,探測器只能沿光譜像面彎曲,從而限制了這些新型探測器的使用.為了能夠使用這些元件作為接收器,需要設計出一種可以在有限的平直譜面上獲得較好像質的光譜儀器,即所謂的平像場光譜儀.全息凹面平像場光柵的出現使這一想法得以實現.全息凹面平像場光柵的設計思想是:由于凹面衍射光柵的主要缺陷是存在像散,那么可以通過采用全息的方法使光柵刻痕按一定規律彎曲,并且光柵刻痕間距不等,以此方法可使在一個窄的光譜范圍內凹面光柵的像散得以補償.當以一定的入射角和一定的物距入射光柵時,在某一位置處就可得到近似平的光譜像,并且可用光電二極管陣列,面陣CCD,微通道板等平面元件接收信號.第5期霍建偉,等:全自動生化分析儀用分光光度計4594分光光度計的設計4.1光學系統的設計采用50w碘鎢燈作為分光光度計的光源,其波長輻射范圍為320nm～800nm.由于光源會散發出大量的熱,因此必須有適當的散熱裝置.本項目中采用水冷裝置,水從進水口進入內外兩層不銹鋼壁組成的內腔,熱量被水從出水口帶出.圖1分光光度計Fig.1Spectrophotometer圖1是本分光光度計的光路圖.從光源輻射的復合光先經準直透鏡準直后變為平行光入射到比色皿,比色皿光程為1cm,它具有一對相互平行并垂直于光束的潔凈光學窗,內盛樣品溶液.透射光經聚焦透鏡進入單色器.為提高紫外光的入射能量,準直和聚焦透鏡均采用透紫外光材料制成,比色皿采用石英比色皿.采用的全息凹面平像場光柵的技術參數如下:刻劃密度N:454.27I/ram;波長范圍:285～8O0nm;線色散率倒數:17(nm/mm);入臂:130mm;入射角:11.3.;出臂:130mm(285nm),128mm(720nm);出射角:一3.8.(285nm),7.36.(720nm);光柵刻劃面寬度:30mm.當復合光以入射角i一11.3.入射到光柵表面時,由光柵方程d(sini+sin0)一可知,取一級光譜即一1,光柵常數d一1/N,N為光柵，每毫米刻線數即454.27,光柵方程變為1×(sin11.3+sin)由于入射角固定i—II.3.,且已知285nm和720nm波長處的衍射角,則可根據上式求出各單色光的衍射角,進而確定各單色光在光譜像面上的位置以及相鄰單色光的間隔.由上式算得各單色光的衍射角如表1所示.表1衍射角Tab.1Angleofdiffraction波長(nm)衍射角(.)由表1可看出波長700nm處的衍射角達到7.01002.,波長800nm處的衍射角更高達9.64074.,而光柵的入射角為11.3.,并且各單色光光譜像面和入射狹縫到光柵頂點的距離都在130mm左右,這樣光譜像面的長波波段與入射狹縫非常接近,這給光路結構,干擾光的減小,探測器的安排等都帶來不便.所以在入射方向上增加了一個小反射鏡,這樣將光源安排在探測器(光譜像面)的左側,使得總體結構更加合理.本生化分析儀需要的波長帶寬為8nm.單色器的帶寬與光柵色散,入出縫寬度有關.可在硅光電二極管陣列探測器上加光闌(相當于出射狹縫)以獲得所需的光譜帶寬.由于此光柵的線色散率的倒數為17nm/mm,而需要的光譜帶寬為8nm,則光闌透光孔的寬度可設計為0.4mm.由于波長為340nm的單色光光強較弱,雜散光較大,為提高340nm處的信噪比,在340nm出射光闌處加了一片透紫外濾光片.分光光度計的探測器采用硅光電二極管陣列,它以雙列直插共4O個引腳封裝,其中有35個二極管探測器,因此也就有35個信號輸出引腳,還包括4個地引腳以及一個空腳.每個二極管探測器寬為0.9mm,高為8mm,間距為0.2mm.在波長標定時,采用低壓汞燈作為標定光源,低壓汞燈發出546nm綠光和578Elm黃光,利用讀數顯微鏡觀察光闌的546nm和578Elm兩光孔,只要在這兩處分別觀察到綠光和黃光就可以46O光學精密工程第11卷認為從光闌各光孔射出的光是所需的各單色光.圖2分光光度計結構圖Fig.2Structureofaspectrophotometer標定好后,將光闌貼于光電二極管陣列探測器上,各單色光的光闌孔要與光電二極管陣列上的某一個二極管對應.由于光闌孔寬度為0.4mm,而每一個二極管寬度為0.9mm,所以可以做到使光闌孔透射的光全照射到某一個二極管上.參考文獻:將12個光電二極管信號輸出給l2個前置放大器的輸入端后由信號處理電路處理檢測到的數據.光度計結構如圖2所示.4.2電子學系統的設計生化分析儀分光光度計電子學系統設計包括硬件電路設計和軟件設計:硬件電路包括光電二極管輸出信號檢測電路,波長選擇及放大倍數選擇電路,對數運算電路,A/D轉換電路,溫控電路,控制及結果顯示電路等;軟件主要為MCS-51匯編程序,主要完成控制,數據運算,顯示結果等功能.5結論本分光光度計由于采用后分光式光路,以全息凹面平像場光柵為分光元件,以光電二極管陣列探測器接收信號,可以實現光度的快速測量(每小時可作500次光度測量),而且由于沒有活動元件,波長精度和重復性得到了保證.經過測試,分光光度計的主要指標都達到設計要求,具有高精度,高檢測速度的特點,可以用于全自動生化分析儀.EliCHRISPMP.AberrationsofholographictoroidalgratingsystemsEJ].Opt,1983,22(10):1508—1518.E2]CHRISPMP.X-rayspectrographdesignl-J].卻Opt,1983,22(10):1519—1529.E3]羅慶堯,鄧延倬.分光光度分析EM].北京:科學出版社,1992.57—6O.Lu0QY,DENGYZH.,analyzewithphotometricEM].Beijing:SciencePress,1992.57—60.(inChinese)E4]趙博,齊向東.高效平面全息衍射光柵的獲取方法EJ].光學精密工程,2021,9(2):109—114.ZHAOB,QIXD.Manufacturingofhighefficientholographicdiffractiongratingsl-J].OpticsandPrecisionEngineering,2021,9(2):109—114.(inChinese)E5]張江勝,馮長有.光電定角比相法檢測圓光柵測量精度的提高EJ],光學精密工程,2021,8(5):482—486.ZHANGJSH,FENGCHY'Improvementofmeasurementprecisioncircularrasterbyphotoelectricphase-comparingmeth—odforanglepositioning[J].OpticsandPrecisionEngineering,2021,8(5):482—486.(inChinese)作者簡介:霍建偉(1976一),男.吉林長春人,2021年7月畢業于長春光機學院,獲理學學士學位;2021年8月在中國科學院長春光學精密機械與物理研究所攻讀碩士研究生,主要從事光譜技術方面的研究.

公司印章管理制度一、目的公司印章是公司對內對外行使權力的標志，也是公司名稱的法律體現，因此，必須對印章進行規范化、合理化的嚴格管理，以保證公司各項業務的正常運作，由公司指定專人負責管理。二、印章的種類公章，是按照政府規定，由主管部門批準刻制的代表公司權力的印章。專用章，為方便工作專門刻制的用于某種特定用途的印章，如：合同專用章、財務專用章、業務專用章、倉庫簽收章等。3、手章(簽名章)，是以公司法人代表名字刻制的用于公務的