岛津UV—2100紫外—可见分光光度计的升级改造

苗爱东 黄力 郭琪 王彦宗

[摘要] 通过对岛津UV-2100紫外-可见分光光度计的升级改造，成功实现了基于视窗Windows 98或Windows XP操作系统平台上的UVPC通用软件对该仪器主机的完全操控，同时也进一步拓展了该仪器的各项使用功能，使其在维修、维护和应用方面更加便捷。

[关键词] 岛津UV-2100紫外-可见分光光度计；升级；改造

[中图分类号] RTH744.12???[文献标识码] C???[文章编号] 2095-0616（2012）15-168-02

紫外-可见分光光度法是通过测定样品在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对供试品进行定性或定量分析。被广泛的应用于食品检验、药物分析、医学检验、生物分析、环境保护、材料科学、冶金、机械、化工等领域的生产、教学和科研工作中，特别适合对各种物质进行定量及定性分析。日本岛津公司20世纪90年代生产的UV-2100紫外-可见分光光度计，在国内应用较为普遍。该型仪器主机的光学系统，在使用多年后，大多还能保持良好的工作状态。但其电脑控制系统的驱动盘、软驱和数据线等硬件、图谱输出用笔式绘图仪和操作系统软件等已非常落后，经常会出现软硬故障，导致无法正常使用。因为UV-2100紫外-可见分光光度计和主控电脑目前均早已停产，而且相关的配件多为专用型号，给仪器的使用、维修或维护等工作均带来诸多不便，造成多数单位的UV-2100紫外-可见分光光度计均由于故障而停止使用，带来了仪器和设备资源的极大浪费。有鉴于此，笔者对岛津UV-2100紫外-可见分光光度计进行了升级改造，改造后的仪器按照国家质检总局批准发布的《紫外、可见、近红外分光光度计》检定规程（JJG178-2007）[1]进行检定，各项指标均符合规定，证明升级改造获得了成功，现报道如下。

1?硬件部分

1.1?计算机的选择及配置

原则上要求计算机为PIV 2.0 GHz以上，硬盘、内存不限，越大越好。但主板上必须至少有1个以上RS-232接口，以便通讯电缆的连接。打印机没有特别要求，可根据自身需求选择使用针式、彩色喷墨或激光打印机。

1.2?接口的选择与连接[2]

岛津UV-2100紫外-可见分光光度计的仪器主机备有RS-232串行通信接口，所以在联接PC微机时就比较容易，可将仪器主机的RS-232串行接口与PC微机的COM1口（或COM2口）通过交叉通讯电缆（9针口→9针口）直接联接即可。

2?控制软件的选择及配置

2.1?控制软件的选择

查阅该仪器的说明书及其相关资料，确认UV-2100紫外-可见分光光度计可支持UVPC分光光度计通用软件的操控。所以选用了基于Windows 98或Windows XP操作系统下的UVPC通用软件。

2.2?控制软件的配置

在Windows 98或Windows XP操作系统下安装好UVPC通用软件。打开UV-2100紫外-可见分光光度计电源，启动UVPC软件，将“配置”下拉菜单里的“PC配置”打开，先设定打印机，打印机可分别设定为字符式打印机和图形式打印机，应设定为同一接口打印机；再设定计算机与UV-2100紫外-分光光度计之间通讯用的串口，一般计算机有1～2个9针串口，串口的设置一般可选择1或2。设定完成后，再在“配置”下拉菜单下，打开“保存设置参数”，保存已设定好的各项参数条件，用默认的UVPC文件名保存即可。保存完成后退出UVPC软件，打开UV-2100紫外-可见分光光度计电源，再启动UV-PC软件，即可联机正常使用了。

3?仪器的使用方法

3.1?开机

开机前确认UV-2100紫外-可见分光光度计的电源是否正确连接、控制电脑是否已开机；然后打开仪器的电源开关；启动Windows 98或Windows XP操作系统后，在开始菜单中找到UVPC图标并打开，也可以直接双击电脑桌面上的UVPC图标后等待仪器的自检。

3.2?仪器使用

当仪器的自检结束后，在菜单“测定模式”下选取需要的分析模式：“光谱扫描”、“定量计算”或“时间曲线扫描”。

3.2.1?光谱扫描?首先在菜单栏“配置”项下选取“参数”或者使用“Ctrl + P”组合命令调取仪器的参数表，选取需要的参数。如可以改变测定波长的范围或修改扫描的波长范围等。选择完成后可点击“OK”确认，等待仪器调整至准备的状态。然后在样品池和参比池中均放入用于调整基线的空白溶液比色杯，盖好上盖后，点击“基线”，待仪器自动调整好基线。接着将样品池中比色杯中的溶液换成被测样品溶液，盖好上盖，点击“开始”，等待仪器测试完毕时屏幕上就会出现“保存”提示，点击“保存”。然后在菜单“文件”中选取“保存”或用“Ctrl + S”组合命令，将扫描的光谱图存入指定的位置和文件名称。

3.2.2?定量分析?在菜单“配置”中选取“参数”或用“Ctrl + P”组合命令调用仪器的参数表，选取需要的仪器参数。如改变测定波长值或绘制标准曲线等。在绘制工作曲线时，选取“标准”项，切换至对照品溶液的测定状态。在供试品池和参比池中放入用于调整基线的空白溶液的比色杯，盖好上盖后，点击“自动归零”。再将供试品池中的比色杯中的空白溶液换成供试品溶液，盖好上盖后，点击“读取”，此时就会出现“编辑标准”状态，首先在“浓度”项下输入该溶液的浓度值。点击“OK”后，仪器就会记录下吸光度值并等待下一个对照品溶液吸光度值的测定。接着更换供试品池中的对照品溶液并依次测定至所有对照品溶液的测定完毕。在菜单“文件”项下选取“保存”或用“Ctrl + S”组合命令，将该工作曲线的系列吸光度值分别存入相应的位置及文件名称。

在测定供试品溶液时，选取“未知样品”项，将供试品池中的比色杯的溶液换成待测溶液，盖好上盖后，点击“读取”，仪器就会记录测定的吸光度值，同时根据工作曲线值自动计算出相应的供试品溶液的浓度值；接着仪器会等待下一个供试品溶液的测定。依次更换供试品池中的待测溶液并测定，直至所有的供试品溶液全部测定结束。在菜单“文件”（File）项选取“保存”或用“Ctrl + S”组合命令，将该供试品溶液的测定结果存入指定的位置及文件名称。

3.2.3?时间曲线扫描?在菜单“配置”项选取“参数”或用“Ctrl + P”组合命令调取参数表，选择所需要的参数。列如改变测定的波长值或反应时间值，点击“OK”后，等待仪器调整至待扫描状态。先调整好零点：在供试品池及参比池中放入用于调整基线的空白溶液的比色杯，盖好上盖后，点击“自动归零”。再扫描吸收光谱图：将供试品池中的比色杯中空白溶液换成待测溶液，盖好上盖后，点击“开始”，待仪器自动完成扫描时出现“保存”提示，点击“保存”。再在菜单“文件”项选取“保存”或用“Ctrl + S”组合命令，将吸收光谱图存入指定的位置及文件名称。

3.2.4?关机?先退出UVPC操作系统，再关闭UV-2100紫外-可见分光光度计。

4?结论

岛津UV-2100为双光束紫外-可见分光光度计，配备有早期的专用计算机，用以完成分析数据的采集和处理。另外还配备有一台老式的四色笔绘图仪，用以描绘所采集的光谱图。该微机的基本配置为：CPU为Inter 8086-2、显存384 KB、内存为832 KB、双3.5英寸低密度软驱、无硬盘、12英寸单色显示器；该仪器主机内部还有一台单片机，中央处理器为Inter 8086、主机的内存为128 KB，用于UV-2100紫外-可见分光光度计的步进电机扫描控制和数据采集。主控电脑与主机单片机之间通过非标准通讯电缆（15针口→9针口）进行数据的通讯和交换。通过对岛津UV-2100紫外-可见分光光度计数据处理系统的升级改造，在当前主流PC机和Windows操作系统非常普及的条件下，将主机硬件与Windows 98或Windows XP平台下的应用软件结合起来，对原有分析仪器的一些潜能进行充分的挖掘[2-3]，同时也为UV-2100紫外-可见分光光度计的使用、维修或维护等均带来了极大的便利。

UVPC通用软件在保留了原有软件中的各项基本功能基础上，拓展了一些新的和实用的功能。例如：（1）该软件可在不打开UV-2100紫外-可见分光光度计主机电源的情况下，对既往分析测定的数据和图谱进行脱机后的再处理，并能有选择地开、关通用型打印机，可以减少一些不必要的打印操作等。（2）功能拓展方面，除了完成常规的光谱扫描和定量分析功能，新增了“动力学测定方式”，用于测定吸收值随时间的变化情况，常用于酶反应随时间的变化等的研究。（3）由于该软件选用了基于Windows 98或Windows XP系统平台下操作，对分析数据和图谱文件的编辑、保存和拷贝等更为便利（如可使用USB移动存储设备），特别是可与Office 2000或Office 2003办公软件实现了共享，无论是数据面板上的表格或图象还是面板内的光谱都可用复制、粘贴的办法将数据或图象转移到Word和Excel等软件中，设计打印出符合各种格式要求的分析测试报告[4-5]。

从经费节约方面考虑，目前与岛津UV-2100紫外-可见分光光度计性能相当的仪器如日本岛津公司UV-2450/2550紫外-可见分光光度计、美国珀金埃尔默公司（PE）Lambda 35/45紫外-可见分光光度计和美国惠普公司HP8453等的售价为10～18万元，而升级改造的投入包括添置计算机、定制通讯电缆等在内的总花费不超过3 000元。

[参考文献]

[1] 全国物理化学计量技术委员会，国家质检总局.JJG178-2007紫外、可见、近红外分光光度计检定规程[S].北京：中国计量出版社，2008.

[2] 白英彬.岛津ICPS-1000II型光谱仪数据处理系统的升级改造[J].现代仪器，2002，8（6）：49-50.

[3] 邬承就，赵梅荣.扫描记录式分光光度计的数字化升级改造[J].分析测试技术与仪器，?1999，5（2）：19-20.

[4] 姚义刚，夏春阳.做好改造升级工作 推动科学仪器资源共享[J].现代科学仪器，2001，（1）：11-13.

[5] 赵爱东.改造升级大型精密仪器的实践与思考[J].光谱实验室，2001，18（3）：421-422.

（收稿日期：2012-02-20）