AVIV410型圆二色光谱仪的使用及维护

AVlV type 41 0 round two color spetrometer using and maintenance.Chen M uzi，Fang WPi，Wang Mei (Testing and Analysis Centre of Suzhou University，Suzhou 215123，China)Abstract：The circular dichroism (CD)spectrometer was a special absorption spectrometer tostudy the structural properties of optically active substances，getting a precise spectra of a samplewas essential to the structura1 analysis。while many factors distorted the result. During theprocess of the tests based on AVIV model 4 1 0 circular dichroism (CD)spectrometer，four factorswere discussed，as follows the parameter settings，the sample preparations(including the choiceof the solvent，the concentration and the tablet of a solid sample)，the selection of cells as well asthe instrument maintenances.If all these factors were considered，the result would be better。

Key words：circular dichroism(CD)spetrometer；test conditions；sample preparations；in-strtmant majntenances圆二色光谱是-种差光谱--是样品在左旋偏振光照射下的吸收光谱与其在右旋偏振光照射下吸收光谱之差。如果-个物质对左旋偏振光和对右旋偏振光的吸收不同，那么该物质具有圆二色性(circular dichroism，简称 CD)。历史上，圆二色性又称为光学活性，巴斯德在 19世纪就发现并研究了柠檬酸的光学活性。圆二色光谱仪是研究光学活性物质分子结构的重要工具。它在测定蛋白质构象，聚合物的空间结构等方面发挥着独特的作用∩用于有机立体化学研究、光学活性物质纯度测试、药物定量分析、天然有机化学、生物化学与宏观大分子、金属络合物化学、聚合物化学、蛋白质折叠研究、蛋 白质构象研究、物理化学等方 面的研究1 ]。2007年本测试中心购入-台美国AVIV公司产的 410型圆二色光谱仪，笔者作为中心的分析测试人员，负责管理圆二色光谱仪的日常运行、维护和对外开放服务，在工作过程中，积累了-些该仪器的使用心得和经验，希望能为科技工作者在今后的实验设计、参数选择和样品制备方面提供-些有益的参考。本文以美国 AVIV公司 410型圆二色光谱为例，重点介绍仪器参数设定和样品的制备，及在测试中影响测试结果的因素。

1 仪器的开机调试及参数设定 ]1.1 仪器开机调试由于 AVIV 410型圆二色光谱仪属于高灵敏度作者简介：陈木子，女，1981年生，硕士研究生，实验师，主要从事光谱学及核磁共振波谱研究工作。E-mail：chenmuzi###suda.edu.cn。

92 分 析 仪 器 2013年第1期的光谱类仪器，仪器的自身状态和外部测试条件都会直接影响到数据的质量，在实际的使用过程中，由于每次仪器的状态都不-样，包括氮气气流，氙灯的稳定性，以及测试条件如温度、相对湿度也在不断地变化，这些因素都会影响测试的灵敏度和准确度-机前把氮气流量调节在 0.15～0.2MPa之间通氮气 30min左右，先驱除仪器光路中的氧气及水汽，特别是氙灯产生的臭氧，它会对紫外光吸收产生干扰。然后打开氙灯电源，等待lamp ready”灯亮 后 ，按 下 ignite lamp”，点 亮 氙 灯 ；再 打 开CPU/INST PWR”按钮，打开电脑 ，打开控温循环水(两个开关)、打开软件进行参数设置。

1.2 开机参数设置1.2.1 波长范围设置测试的波长范围在充分包括样品信号的情况下旧能地远离真空紫外区，以减蟹境和溶剂紫外吸收的影响 。

1.2.2 谱带宽度选择对于正常测量最佳谱带宽度是 1～2 nm。需要高分辨率测量时，需用较窄的谱带宽度，此时光电倍增管的电压较高，谱的信噪比差。而对于样品的吸光度很高但 CD信号很弱时，-方面要尽量保证测定 CD峰所需要的足够浓度，另-方面要设置较宽的谱带，以牺牲分辨率而得到较好 的信号。另外，在固体 CD光谱测试时也需要较大的谱带宽度(-般要求 > 2 nm)。

1.2.3 扫描速度测试时根据需要选择合适的扫描速度 ，-般选择 100nm·min-1，在进行粗扫描决定 CD信号位置时可选择比较快的扫描速度。

2 样品的制备AVIV410型圆二色光谱仪可以测液体样品、凝胶类样品及固体样品。

2.1 液体样品的制备把样品按-定的比例溶人合适的溶剂中，加到- 定光程的比色皿中，固定后置于光路中测试。

2.1.1 溶剂的选择由于圆二色光谱是吸收谱仪，在测试样品时，首先要排除溶剂的紫外吸收对测试的影响，溶剂的最大吸收波长要小于物质的最大吸收波长，测试时- 般选用高纯水和光谱纯的醇类溶剂。表 1列出了各种常用溶剂的使用最低波长极限4]。

表 1 常用溶剂的使用最低波长极限溶剂 溶剂 最低波长极 限(nm)乙 酯正 丁 醇氯 仿环 己 烷十氢化 萘1，1-二氯 乙烷二氯甲烷1，4-二氧六环十 二 烷乙 醇乙 醚庚 烷己 烷甲 醇甲基环己烷异 辛 烷 210异 丙 醇 2l 5水 210若 280四氯 化碳 265N，N-二 甲基 甲酰胺 270甲酸 甲酯 260四氯乙烯 290二 甲 苯 295丙 酮 330苯 甲 腈 300溴 仿 335吡 啶 305硝基 甲烷 3802.1.2 溶液浓度的影响- 般吸收峰遵循朗伯比尔定律：A - elC，其中e为与波长有关的吸光系数，1为光程，c为样品浓度。圆二色光谱测量的是两种圆偏正光吸收的差值(△e- el- d)(el为左圆偏正吸收系数 ，d为右圆偏正吸收系数)。虽然朗伯 比尔定律表明CD信号与浓度成正比，但并不是浓度越高，CD信号越好。因为 △e值非常小，浓度增加后可测光的强度则减少，此时吸光度的微小变化则被噪音掩盖，而且噪音值随光强而变，光强越小噪音越大，出现逆浓度效应。在波长确定的情况下，理想的浓度对应吸光度 (OD，optical density)应在 0.8左 右 。

在用AVIV 410型圆二色光谱仪测试过程中光电倍增管的电压不超过 400 V，测试数据为可用数据。

2.2 凝胶类样品的制备 ·有些高分子样品为凝胶状样品，对于刚性较强的，由于分子取向会出现线二色谱信号，只要涂在片状比色槽里，即可测试。对于柔性高分子或超分子组装体样品可以加入比色皿中，把比色皿放入仪器，加热到 6O度，当样品融为溶液状态时，再调节到室温，样品自组装后形成较均-的凝胶状待测。

2.3 固体样品的制备2.3.1 单晶固体测试法6这种方法只适用于检测单个立方晶体和单轴晶体，不适用于双轴晶体。待测晶体的大小必须能0 O 5 O O 5 5 5 O 0 O O 0 5 O 加 船 捣2013年第1期 分 析 仪 器 93罩住光斑，并对晶体的质量和取向性有严格要求。

2.3.2 溶剂分散法把样品加入到分散性较好，并在测试波长范围内没有紫外吸收的溶剂中，充分超声分散后，放人测试槽，加入搅拌子，在搅拌分散状态下测试。

2.3.3 压片法[s-is样品与惰性介质(KBr，KC1或 CsI)按-定的比例混合压片，放人测试槽即可测试。

2.3.4 石蜡油混合法Ll样品与适量的石蜡油混合研磨均匀涂在石英片上 。

2.3.5 成膜法[1将样品溶液滴加在石英片上，使溶剂挥发成固体薄膜待检测。由于分子取向会出现线二色谱信号，需要旋转薄膜以消除线二色谱信号。

在固体样品的测试中，除单晶固体测试法外，其他几种方法都需要找到合适的样品与介质混合的比例，比例太小时，信号太弱，但比例增加到-定浓度时，吸收波长会红移并会出现逆浓度效应使信号失真。在用 AVIV 410型圆二色光谱仪测试固体样品过程中光电倍增管的电压不超过 500 V，测试数据为可用数据。

3 样品池的选择AVIV 410型圆二色光谱仪液体样品测试使用两面透光的石英比色皿即可，常用的比色皿光程分为 1.0 cm、5.0 mm、2.0 mm、1.0 mm、0.5 mm、0.2mm、0.1 mm等规格。圆二色光谱本质上仍然是吸收光谱，因此朗伯比尔定律也适用于圆二色光谱。

在-定浓度范围内，圆二色信号的强度和样品的浓度及光程成正比。-般圆二色信号较好，溶剂影响小的情况下选用 1.0 cIn光程的比色皿即可。但有些样品，信号较弱，就需要提高样品的浓度，浓度太大时，使用光程大的比色皿，电压会超出检测范围，这时可以选用光程小 的比色皿 ，可 以有效地减少溶剂的吸收及浓度的逆效应，达到提高检测信号的目的。检测固体样品-般用石英片即可，把样品均匀地涂在石英片上或夹在两片石英片中间固定后置于光路检测[5]。

4 仪器的维护AVIV 410型圆二色光谱仪的稳定性与环境条件有关，要求实验室的温度控制在(20±5)℃，相对湿度控制在 5O 左右，实验室的校准、检测工作都必须在实验室的温度和相对湿度达到标准并且稳定的情况下进行，这样才能确保检测结果的准确性。因此，首先要做好恒温恒湿机组的保养工作。

其次要做好氙灯的维护工作，及时更换液氮，保证氮气的充足，每次测试之前要提前半小时通氮气，驱除光路中的空气后再开氙灯。测试完样品，关闭氙灯后要继续通氮气半小时，保证氙灯冷却后才能关气，以确保氙灯的稳定性，提高光源的寿命。氙灯不能点亮时要及时更换光源。更换光源后要对波长的准确度进行校准，并对 CD信号的精确度进行校准。再次每学期要更换循环水防止循环水堵塞，确保仪器运行正常。要经常对温湿度监控设备进行核查，并做好温湿度监控设备的检定工作和温湿度记录，以保证实验室的检测环境满足工作要求。