國際空間站上的分析儀器——紫外可見分光光度計（一）

    2008年2月7日，亞特蘭蒂斯號航天飛機搭載著歐空局研制的哥倫布艙升空，并成功的將其安裝在國際空間站上。哥倫布艙裝備了多種實驗設(shè)備，為人類進行科學(xué)研究提供了豐富的資源。哥倫布艙內(nèi)搭載的“生物實驗室”機柜安裝了一臺具有實時在線檢測能力的分析儀器——紫外可見分光光度計，對空間生命科學(xué)實驗的過程產(chǎn)物進行在線檢測。

   “生物實驗室”機柜上的相關(guān)設(shè)備

   “生物實驗室”機柜專門用于在微重力下開展微生物、細(xì)胞、植物等生物學(xué)實驗，支持對植物、無脊椎動物、微生物、動物細(xì)胞和組織的生物研究。機柜的左半邊為自動部分，右半邊為手動部分。 宇航員通過機柜的右半部人工加載具體的生物學(xué)實驗載荷。在加載完畢后，機柜的左半部分可以進行一系列自動化操作，為生物學(xué)樣品提供環(huán)境控制并對實驗過程產(chǎn)生的液體樣品進行實時在線分析觀測。在“生物實驗室”機柜頂部，有兩臺自動分析儀器：一臺顯微鏡和一臺紫外可見分光光度計。紫外可見分光光度計可對液體樣品進行實時在線檢測。

   生物實驗培養(yǎng)箱：生物實驗培養(yǎng)箱位于機柜的左半邊中間，屬于自動化操作部分。生物實驗培養(yǎng)箱內(nèi)有兩個離心機轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上面安裝了6個標(biāo)準(zhǔn)生物實驗容器。具體的生物學(xué)實驗就是在這樣一個個生物實驗容器內(nèi)進行的。每個生物實驗容器上都有溫度和壓力傳感器、電源和數(shù)據(jù)接口 以及空氣過濾接口。在生物實驗容器底部平面還有一些為自動操作機構(gòu)定制的接口，例如能對生 物實驗容器注入水和營養(yǎng)液的隔膜及能被自動操作機構(gòu)推拉旋轉(zhuǎn)工具操作的接口等。自動操作機構(gòu)通過這些接口將實驗過程中的液體自動轉(zhuǎn)移到紫外可見分光光度計，再由紫外可見分光光度計對液體進行自動分析。

   自動操作機構(gòu)：生物實驗培養(yǎng)箱上面一點位置的就是自動操作機構(gòu)，它是“生物實驗室”機 柜實現(xiàn)自動化的關(guān)鍵機構(gòu)。自動操作機構(gòu)搭起了生物實驗容器中實驗樣品與“生物實驗室”機柜頂部自動分析儀器之間的橋梁。自動操作機構(gòu)擁有靈活的機械臂，使用液體轉(zhuǎn)移針管將在生物實驗容器中產(chǎn)生的生物學(xué)實驗液體產(chǎn)物送到自動分析儀器，讓自動分析儀對樣品進行實時在線分析。

   紫外可見分光光度計：

   紫外可見分光光度計是一種分析檢測儀器，利用朗伯比爾定律（吸光度與濃度的關(guān)系）通過測量樣品的吸光度來得到樣品濃度。

   紫外可見分光光度計的設(shè)計參數(shù)：紫外可見分光光度計的光源為氘燈和鎢燈的復(fù)合光源，通過光纖傳輸光能；樣品池為封閉式流動樣品池；后端探測器為兩個蔡司公司生產(chǎn)的紫外、可見光波段探測器。蔡司探測器內(nèi)部的分光器件選用了平場凹面全息光柵。平場凹面全息光柵兼具色散和成像功能，將入射狹縫像色散后，成像于后端的線列探測芯片上。因為只使用了一個光學(xué)元件， 所以此結(jié)構(gòu)具有緊湊、牢固的特點。