使用珀金埃爾默 LAMBDA 1050+ 實(shí)現(xiàn) 高分辨率掃描性能
簡(jiǎn)介:LAMBDA 1050+ 是珀金埃爾默高性能紫外/可見(jiàn)/近紅外雙單色儀分光光度計(jì)系列的新產(chǎn)品。該儀器采用多種新的光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù),包括全波長(zhǎng)范圍三檢測(cè)器技術(shù)、高分辨率、高能量光學(xué)系統(tǒng)搭配低雜散光全息光柵、和用于增強(qiáng)近紅外(NIR)性能的銦鎵砷(InGaAs)采樣模塊。超高分辨率掃描是 這種新儀器的一大突破。高分辨率光譜儀能 夠 用 來(lái) 研 究 小 分 子 的 化 學(xué) 鍵,這 樣 可 觀 測(cè) 到 精 細(xì) 的 振 動(dòng) 結(jié) 構(gòu)。LAMBDA 1050+ 采用真正的 Littrow 設(shè)計(jì)的雙單色儀,以及適用于紫外 / 可見(jiàn)光波段的 1440 條 /mm 定制全息光柵和適用于近紅外光波段的 360 條 /mm 定制全息光柵。LAMBDA 1050+ 在紫外 / 可見(jiàn)區(qū)的分辨率(光譜帶寬)不大于 0.05 nm。光學(xué)系統(tǒng)的理論極限分辨率不大于 0.03 nm。本文將使用碘蒸氣探索 LAMBDA 1050+ 的高分辨率功能。碘是常見(jiàn)鹵素中最重的元素(原子序號(hào) =53,原子量 =127),室溫下以固態(tài)形式存在,與它的蒸汽處于升華平衡狀態(tài)。碘蒸氣表現(xiàn)為紫色氣體,能夠吸收可見(jiàn)光。該吸收對(duì)應(yīng)的是從單線態(tài)電子基態(tài)的振動(dòng)能級(jí)到三重激發(fā)態(tài)的高振動(dòng)能級(jí)的自旋禁阻躍遷
實(shí)驗(yàn)碘晶體(ACS)購(gòu)自 Mallinckrodt Chemicals(1008)。為了提高實(shí)驗(yàn)的靈敏度,使用 100 mm 圓柱形長(zhǎng)光程石英比色皿(珀金 埃 爾 默 #B0631098)和 圓 柱 形 比 色 皿 支 架(珀 金 埃 爾 默 #C0550303)(如下圖所示)。將少量碘晶體加入比色皿中,塞緊。
為了確保獲得最準(zhǔn)確的峰位置,在測(cè)量之前使用氘發(fā)射譜線進(jìn)行波長(zhǎng)校準(zhǔn)。設(shè)置將 LAMBDA 1050+ 參數(shù)設(shè)置為在 630—500 nm 范圍內(nèi)掃描,0.05 nm 狹縫、1.00 秒響應(yīng)時(shí)間和 0.01 nm的數(shù)據(jù)間隔。以空氣(空光束)為參照進(jìn)行背景校正。當(dāng)使用0.05 nm 狹縫進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)注意光能量大大降低。因此,使用較低的積分時(shí)間來(lái)確保噪聲水平將大大降低,低至正在記錄的實(shí)際振動(dòng)躍遷水平之下。這樣便降低了錯(cuò)誤識(shí)別有噪聲的實(shí)際躍遷峰的可能性。在上述條件下,基線峰 - 峰噪聲水平測(cè)定小于 0.002 A。(圖 1
結(jié)果獲得的碘蒸氣掃描結(jié)果以及用于比較的基線如圖 2 所示。注意,在所述條件下,振動(dòng)躍遷遠(yuǎn)高于峰 - 峰基線噪聲級(jí)。波長(zhǎng)低于 550 nm 時(shí),僅觀測(cè)到 v" = 0 躍遷;波長(zhǎng)高于 570 nm 時(shí),僅觀測(cè)到 v" = 1 躍遷。波長(zhǎng)在 550 nm-570 nm 之間時(shí),可以看到一系列雙峰(圖 3)。長(zhǎng)波長(zhǎng)一側(cè)的峰是由 v" = 1 振動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的,而短波長(zhǎng)一側(cè)的峰是 v" = 0 振動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的。
530-500 nm 波段的光譜區(qū)域有一些很窄的振動(dòng)躍遷,在此情況下,需要使用分辨率為 0.05 nm 的單色儀才能*分辨出最尖銳的吸收峰。圖 4 是 517.6-515 nm 波段的碘蒸氣光譜的放大圖。實(shí)際原始數(shù)據(jù)點(diǎn)疊加在圖上,以綠色點(diǎn)表示。圖上標(biāo)記的是*分離的相鄰峰,間隔 0.04 nm。藍(lán)色圈標(biāo)注的是分辨出來(lái)的最窄的峰,間隔 0.03 nm。基線以與藍(lán)色跡線和曲線圖底部相同的比例疊加,表明基線噪聲本身非常低,消除了在此吸光度水平上產(chǎn)生假峰的可能性515.54-515.80 波段區(qū)域大幅放大(圖 5),其中由原始數(shù)據(jù)點(diǎn)界定的峰可確定為三重峰,而兩個(gè)相鄰峰的實(shí)際間隔為 0.02 nm(515.73 和 515.75 nm)
結(jié)論研究型 LAMBDA 1050+ 是珀金埃爾默高性能紫外 / 可見(jiàn) / 近紅外雙單色儀分光光度計(jì)系列的新產(chǎn)品。該儀器采用多種新的光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù),包括全波長(zhǎng)范圍三檢測(cè)器技術(shù)、高分辨率、高能量的光學(xué)系統(tǒng),采用高色散、低雜散光的全息光柵和用于增強(qiáng)近紅外(NIR)性能的銦鎵砷(InGaAs)采樣模塊。超高分辨率掃描是這種新儀器的一大突破。高能量光學(xué)系統(tǒng)組合,采用最小的分辨率(不大于 0.05 nm)和業(yè)界最佳波長(zhǎng)精度(0.08 nm),讓您可以自信地獲取優(yōu)質(zhì)高分辨率的參考數(shù)據(jù)。通過(guò)碘蒸氣作為案例進(jìn)行研究,結(jié)果表明,通常在間隔為 0.04 nm 可以分辨出吸收峰,甚至在間隔為 0.03 nm 和 0.02 nm 時(shí),也是可能分辨出吸收峰的!LAMBDA 1050+ 在 0.05 nm 帶通掃描時(shí)的噪聲水平非常低,因此能夠可靠地識(shí)別碘蒸氣的多個(gè)振動(dòng)躍遷。LAMBDA 1050+的分辨率已被證明,是研究小分子振動(dòng)躍遷量子力學(xué)以及多種要求較高的工業(yè)和學(xué)術(shù)應(yīng)用的理想工具
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