CN117881949A - 分光光度计 - Google Patents
分光光度计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117881949A CN117881949A CN202280059048.2A CN202280059048A CN117881949A CN 117881949 A CN117881949 A CN 117881949A CN 202280059048 A CN202280059048 A CN 202280059048A CN 117881949 A CN117881949 A CN 117881949A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- sample
- light source
- excitation wavelength
- intensity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 49
- 239000013076 target substance Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 27
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 3
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明的分光光度计1包括：光源10，发出包含使试样中的目标物质发生光反应的激励波长的波长范围的光，且从所述光源发出的所述激励波长的光的光子数已知；积分球20，包括光入射口(21)与光出射口(22)，所述光入射口(21)使从所述光源发出的光入射，所述光出射口(22)设置于从入射至所述光入射口的光的光轴偏离的位置；试样配置部23，设置于所述光入射口；以及光强度测定部30，对从所述光出射口出射的所述激励波长的光的强度进行测定。
Description
技术领域
本发明涉及一种分光光度计。
背景技术
为了对光催化剂等光反应物质的反应效率进行评估，而使用被称为光反应量子产率的指标。光反应量子产率是作为相对于光反应物质所吸收的光子数的通过所述光反应物质的光反应所生成的分子数的比而算出。光反应物质所吸收的光子数是利用分光光度计进行测定，通过光反应物质的光反应所生成的分子数是利用气相色谱仪或液相色谱仪进行测定。
专利文献1记载了一种用来测定光反应物质所吸收的光子数的分光光度计。所述装置包括试样池、向所述试样池照射激励光的激励光源、向所述试样池照射测定光的测定光源、及对穿过所述试样池的测定光进行波长分离并检测的分光检测部，以激励光的光路与测定光的光路正交的方式配置各部。激励光源例如为发光二极管(Light EmittingDiode，LED)等单色光源，测定光源例如为如氙灯那样的白色光源。而且，激励光源使用通过使用照度计等的预测定而已知从所述光源发出并照射至试样的光子数(照射光子数)的光源。
在专利文献1的分光光度计中，首先，向封入有试样的试样池仅照射测定光，检测其透过光而获得第一吸光度光谱。其次，在向试样池照射激励光的状态下，与所述同样地向试样池照射测定光，检测其透过光而获得第二吸光度光谱。第一吸光度光谱与第二吸光度光谱的差反映出试样中的光反应物质的反应引起的光吸收率的变化。试样中的光反应物质所吸收的每单位时间的光子数是通过所述单位时间内所照射的照射光子数与光反应物质的光吸收率的变化的积而求出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2021/166310号
非专利文献
非专利文献1：标准LED，[online]，日亚化学工业股份有限公司，[2021年11月9日检索]，互联网＜URL：https://www.nichia.co.jp/jp/product/sled.html＞
发明内容
[发明所要解决的问题]
光反应物质用于化妆品、半导体光催化剂等各种制品，其形态为溶胶状、凝胶状、薄膜状等各种形态。但是，在专利文献1所记载的分光光度计中，若向如溶胶、凝胶那样的不均质的液体试样或薄膜试样照射测定光，则穿过试样的光的一部分散射(前向散射)，无法求出正确的光吸收率。因此，在现有的分光光度计中，存在将测定对象仅限制为不发生这种光散射的均质的液体试样的问题。
本发明所要解决的课题在于提供一种能够对被不均质的液体试样或薄膜试样所吸收的光的光子数进行测定的分光光度计。
[解决问题的技术手段]
为了解决所述课题而完成的本发明的分光光度计，包括：
光源，发出包含使试样中的目标物质发生光反应的激励波长的波长范围的光，且从所述光源发出的所述激励波长的光的光子数已知；
积分球，包括光入射口与光出射口，所述光入射口使从所述光源发出的光入射，所述光出射口设置于从入射至所述光入射口的光的光轴偏离的位置；
试样配置部，设置于所述光入射口；以及
光强度测定部，对从所述光出射口出射的所述激励波长的光的强度进行测定。
[发明的效果]
在本发明的分光光度计中，使用现有的兼具激励光源与测定光源的功能的一个光源。在所述分光光度计中，首先，在未将试样配置于试样配置部的情况下从光源照射光，利用光强度测定部测定激励波长的光的强度。其次，将试样配置于设置于积分球的光入射口的试样配置部，从光源照射光。在本发明的分光光度计中，基于未配置试样时的激励波长的光的强度与配置了试样时的激励波长的光的强度，求出所述试样所包含的目标物质的所述激励波长的光的吸收率，进而，通过从光源发出的所述激励波长的光的每单位时间的光子数与所述光的吸收率的积，算出由所述目标物质吸收的激励波长的光的每单位时间的光子数。在本发明的分光光度计中，利用光强度测定部测定包含试样产生的前向散射光的透过光所包含的激励波长的光的强度，基于所述强度求出吸光度，因此能够对被不均质的液体试样或薄膜试样所吸收的光的光子数进行测定。
附图说明
[图1]是本发明的分光光度计的一实施例的概略构造图。
[图2]是对测定从光源部发出的光的总能量时的构造进行说明的图。
[图3]是使用本实施例的分光光度计的测定顺序的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的分光光度计的一实施例进行说明。本发明的分光光度计1用于将算出光催化剂等光反应物质的光反应量子产率所需的由所述光反应物质吸收的光的光子数算出。
图1表示本实施例的分光光度计1的概略构造。分光光度计1包括：光源10、积分球20、分光检测部30、及控制/处理部40。
光源10发出包含使作为测定对象的试样所包含的目标物质(光反应物质)发生光反应的激励波长的波长范围的光。在本实施例中，作为光源10而使用被称为白色LED的光源(例如，非专利文献1所记载的分光总辐射束标准LED)。
积分球20包括：使从光源10发出的光入射的光入射口21、及从积分球20的内部出射光的光出射口22。本实施例的积分球20以从光源10发出并入射至光入射口21的光的中心轴C1与从光出射口22出射至分光检测部30的光的中心轴C2正交的方式设置有光入射口21与光出射口22。在光入射口21设置有试样配置部23。所述试样配置部23包括收容液体试样的试样池、或用来固定膜状的试样的机构。而且，光出射口22与分光检测部30的入口由光纤24连接。
分光检测部30包括：对从光出射口22出射的光进行波长分离的分光器31、及对通过所述分光部波长分离后的光进行检测的光检测器32。分光器31例如使用衍射光栅。光检测器32例如使用包括沿着经波长分离的光扩散的方向排列的多个检测元件的线性传感器。
控制/处理部40包括存储部41。存储部41中保存有从光源10发出的光的总能量、发光光谱、及各波长的光子数等数据。而且，控制/处理部40包括测定控制部42及吸收光子数算出部43作为功能模块。控制/处理部40的实体为一般的个人计算机，通过执行预先安装的分光测定程序而实现所述功能模块。进而，控制/处理部40上连接有键盘或鼠标等输入部48、及液晶显示器等显示部49。
接着，参照图3的流程图，对使用本实施例的分光光度计1测定通过试样中的目标物质的光反应所吸收的光的光子数的顺序进行说明。
在对分析对象的试样进行测定之前，求出从光源10发出的激励波长的光的光子数。此处，首先，测定从光源10发出的光的总能量(工序1)。所述测定如图2所示，使从光源10出射的光入射至照度计(也称为功率传感器)50而进行。
接着，使光源10返回图1所示的位置(但不配置试样)，使从光源10发出的光从光入射口21入射至积分球20，将从所述积分球20的光出射口22出射的光导入分光检测部30。在分光检测部30中，利用分光器31对所导入的光进行波长分离，利用光检测器32测定各波长的强度。由此，获取光源10的发光光谱(每单位时间的各波长的光的强度)(工序2)。
然后，基于工序1中所获取的从光源10发出的光的总能量、工序2中所获取的光源10的发光光谱、及各波长下的一个光子的能量(hc/λ。h为普朗克常数。c为光的速度。λ为波长)，算出从光源10发出的光的各波长的光子数(工序3)，并保存于存储部41中。此外，只要不因光源10的劣化等导致发光光谱发生变化，则在光源10的设置时进行一次工序1～工序3，将各波长的光子数的数据保存于存储部41即可，无需每次测定试样均进行。
接着，使用者将试样载置于试样配置部23(工序4)，指示测定开始后，测定控制部42将来自光源10的光照射至试样。透过试样的光从光入射口21入射至积分球20的内部，反射一次至多次后，从光出射口22导入光纤24，入射至分光检测部30。入射至分光检测部30的光通过分光器31进行波长分离，利用光检测器32进行检测。从光检测器32输出表示入射至所述光检测器32的各检测元件的各波长的光的强度的信号。
测定控制部42读出来自光检测器32的输出信号(通过各检测元件所检测的光的强度的数据)并将其保存于存储部41。在存储部41中新保存数据后，吸收光子数算出部43根据所述数据制作透过光光谱数据(工序5)。
制作透过光光谱数据后，吸收光子数算出部43进一步根据工序2中所获取的发光光谱数据与工序5中所获取的透过光光谱数据制作吸光度光谱数据(工序6)，并将吸光度光谱显示于显示部49的画面。
获得吸光度光谱数据后，吸收光子数算出部43通过下式算出吸收光子数(工序7)。
[数1]
此处，Ei为每单位时间的照射光量，T为试样的透过率，t为时间。而且，在上式(1)中积分的波长范围与吸光度光谱中的峰值为相同程度(例如以目标物质的激励波长为中心的±10nm)。
通过上式(1)算出吸收光子数后，将其值与吸光度光谱数据一起显示于显示部49的画面。
测定控制部42判定从测定开始时起的经过时间是否达到预先由使用者所设定的时间。若从测定开始时起的经过时间尚未达到设定时间(工序8中为否)，则返回工序5进行所述同样的处理。若从测定开始时起的经过时间达到设定时间(工序8中为是)，则结束测定。
在现有的分光光度计中，采用从测定光源对封入试样池中的试样照射光并利用分光检测器对穿过所述试样池的光的强度进行测定的构造，因此无法对如使穿过试样(试样池)的测定光散射的试样(例如不均质的液体试样或膜状的试样)进行测定。
与此相对，在本实施例的分光光度计1中，使用现有的分光光度计中的兼具测定光源与激励光源的功能的一个光源10。而且，使用积分球20，在其光入射口21设置试样配置部23，并在其中配置试样。通过采用这种配置，即使穿过配置于试样配置部23的试样的光发生前向散射，也使所述光入射至积分球20，在其内部反射一次至多次，并入射至分光检测部30。因此，即使为利用现有的分光光度计无法测定的不均质的液体试样或膜状的试样，也能够算出这些试样所包含的目标物质的光反应时的吸收光子数。
所述实施例为一例，可根据本发明的主旨适当变更。
在所述实施例中，光源10使用白色LED，但也可以使用其他种类的白色光源。而且，作为光源10，也可以使用单色光源。在使用单色光源作为光源10的情况下，从积分球20出射的光也为单色光，因此无需使用分光元件，可使用仅包括单一的检测元件的光检测器代替分光检测部30。此外，在使用单色光源作为光源10的情况下，于在试样配置部23未载置有试样的状态与载置有试样的状态下，分别从光源10从单色光源照射光，对从积分球20出射的单一波长的光的强度进行测定，求出所述波长下的光的吸收率。
在所述实施例中，使用以从光源10入射至光入射口21的光的中心轴与从光出射口22撷取至光纤24中的光的中心轴正交的方式配置光入射口21及光出射口22的积分球20，但只要光出射口22未位于从光源10入射至光入射口21的光的中心轴上，将光入射口21与光出射口22设置于适当的位置即可。
[态样]
本领域技术人员可理解，所述多个例示性的实施例为以下态样的具体例。
(第一项)
本发明的一态样的分光光度计包括：
光源，发出包含使试样中的目标物质发生光反应的激励波长的波长范围的光，且从所述光源发出的所述激励波长的光的光子数已知；
积分球，包括光入射口与光出射口，所述光入射口使从所述光源发出的光入射，所述光出射口设置于从入射至所述光入射口的光的光轴偏离的位置；
试样配置部，设置于所述光入射口；以及
光强度测定部，对从所述光出射口出射的所述激励波长的光的强度进行测定。
在第一项的分光光度计中，使用现有的兼具激励光源与测定光源的功能的一个光源。在所述分光光度计中，首先，在未将试样配置于试样配置部的情况下从光源照射光，利用光强度测定部测定激励波长的光的强度。其次，将试样配置于设置于积分球的光入射口的试样配置部，从光源照射光。在第一项的分光光度计中，基于未配置试样时的激励波长的光的强度与配置了试样时的激励波长的光的强度，求出所述试样所包含的目标物质的所述激励波长的光的吸收率，进而，通过从光源发出的所述激励波长的光的光子数与所述光的吸收率的积，算出由所述目标物质吸收的激励波长的光的光子数。在第一项的分光光度计中，利用光强度测定部测定包含试样产生的前向散射光的透过光所包含的激励波长的光的强度，基于所述强度求出吸光度，因此能够对被不均质的液体试样或薄膜试样所吸收的光的光子数进行测定。
(第二项)
在第一项所记载的分光光度计中，还包括：
运算处理部，基于在未将试样配置于所述试样配置部的状态下由所述检测部所检测的所述激励波长的光的强度、与在将试样配置于所述试样配置部的状态下由所述检测部所检测的所述激励波长的光的强度，算出所述目标物质产生的所述激励波长的光的吸收率。
(第三项)
在第二项所记载的分光光度计中，
所述运算处理部进一步基于所述激励波长的光的光子数与所述吸收率，算出由所述目标物质吸收的光的光子数。
可利用第二项的分光光度计简单地获取目标物质产生的激励波长的光的吸收率，且可利用第三项的分光光度计简单地获取由目标物质所吸收的激励波长的光的光子数。
(第四项)
在第一项至第三项中任一项所记载的分光光度计中，
所述光源为白色LED光源，
所述光强度测定部包括：分光器，对从所述光出射口出射的光进行波长分离；以及光检测器，对经所述分光器进行波长分离的光进行检测。
在第四项的分光光度计中，可获取包含激励波长的波长范围的吸光度光谱，基于以所述波长范围为中心的吸光度的峰值，算出由目标物质吸收的光的光子数。
[符号的说明]
1：分光光度计
10：光源
20：积分球
21：光入射口
22：光出射口
23：试样配置部
24：光纤
30：分光检测部(光强度测定部)
31：分光器
32：光检测器
40：控制/处理部
41：存储部
42：测定控制部
43：吸收光子数算出部
48：输入部
49：显示部
50：照度计。
Claims (4)
1.一种分光光度计，其特征在于，包括：
光源，发出包含使试样中的目标物质发生光反应的激励波长的波长范围的光，且从所述光源发出的所述激励波长的光的光子数已知；
积分球，包括光入射口与光出射口，所述光入射口使从所述光源发出的光入射，所述光出射口设置于从入射至所述光入射口的光的光轴偏离的位置；
试样配置部，设置于所述光入射口；以及
光强度测定部，对从所述光出射口出射的所述激励波长的光的强度进行测定。
2.根据权利要求1所述的分光光度计，其特征在于，还包括：
运算处理部，基于在未将试样配置于所述试样配置部的状态下由所述检测部所检测的所述激励波长的光的强度、与在将试样配置于所述试样配置部的状态下由所述检测部所检测的所述激励波长的光的强度，算出所述目标物质产生的所述激励波长的光的吸收率。
3.根据权利要求2所述的分光光度计，其特征在于，
所述运算处理部进一步基于所述激励波长的光的光子数与所述吸收率，算出由所述目标物质吸收的光的光子数。
4.根据权利要求1所述的分光光度计，其特征在于，
所述光源为白色发光二极管光源，
所述光强度测定部包括：分光器，对从所述光出射口出射的光进行波长分离；以及检测器，对经所述分光器进行波长分离的光进行检测。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-202853 | 2021-12-14 | ||
| JP2021202853 | 2021-12-14 | ||
| PCT/JP2022/022588 WO2023112358A1 (ja) | 2021-12-14 | 2022-06-03 | 分光光度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117881949A true CN117881949A (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=86774170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280059048.2A Pending CN117881949A (zh) | 2021-12-14 | 2022-06-03 | 分光光度计 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2023112358A1 (zh) |
| CN (1) | CN117881949A (zh) |
| WO (1) | WO2023112358A1 (zh) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101821604B (zh) * | 2007-10-18 | 2011-11-30 | 株式会社资生堂 | 紫外线防御效果的评价方法、评价装置 |
| JP6541638B2 (ja) * | 2016-12-28 | 2019-07-10 | 堺化学工業株式会社 | 蛍光体含有多層膜シート、並びに発光装置 |
| US20210139670A1 (en) * | 2018-07-26 | 2021-05-13 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Resin composition |
| JP7195540B2 (ja) * | 2019-03-27 | 2022-12-26 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 分光測定装置、および、分光測定プログラム |
-
2022
- 2022-06-03 JP JP2023567520A patent/JPWO2023112358A1/ja active Pending
- 2022-06-03 CN CN202280059048.2A patent/CN117881949A/zh active Pending
- 2022-06-03 WO PCT/JP2022/022588 patent/WO2023112358A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023112358A1 (ja) | 2023-06-22 |
| JPWO2023112358A1 (zh) | 2023-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6075788B2 (ja) | 蛍光および吸収分析のシステムおよび方法 | |
| EP1784625B1 (en) | Autonomous calibration for optical analysis system | |
| US6643016B2 (en) | Multiple pathlength spectrophotometer | |
| JP2008510984A (ja) | 分光分析のための較正 | |
| KR20110127122A (ko) | 시료분석장치 | |
| TWI683092B (zh) | 分光測定裝置及分光測定方法 | |
| KR20170092520A (ko) | 분광 측정 장치 및 분광 측정 방법 | |
| US7796261B2 (en) | Spectrophotometer | |
| EP2344862B1 (en) | An arrangement adapted for spectral analysis of high concentrations of gas | |
| US11137290B2 (en) | Accessory for infrared spectrophotometer | |
| Zhou et al. | Sensitive detection of oxygen using a diffused integrating cavity as a gas absorption cell | |
| WO2007121593A1 (en) | Method for measurement and determination of concentration within a mixed medium | |
| Lewis et al. | A novel multiplex absorption spectrometer for time-resolved studies | |
| CN117881949A (zh) | 分光光度计 | |
| JP2006300674A (ja) | 分光光度計 | |
| KR100961138B1 (ko) | 분광분석기 | |
| WO2018198364A1 (ja) | 分光蛍光光度計、分光測定方法、及び分光蛍光光度計用制御ソフトウェア | |
| US8873040B2 (en) | Raman apparatus and method for real time calibration thereof | |
| US9030666B2 (en) | Non-dispersive gas analyzer | |
| JP2006266868A (ja) | 吸光分析装置および吸光分析方法 | |
| JP7315088B2 (ja) | 光反応評価装置およびフォトン数算出方法 | |
| WO2022234715A1 (ja) | 光反応評価装置 | |
| Gandhi et al. | Spectroscopy | |
| US20230296438A1 (en) | Absorbance spectroscopy analyzer and method of use | |
| WO2023233561A1 (ja) | 光集積型分光センサ、測定システム、および測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |