国际空间站上的分析仪器——紫外可见分光光度计（一）

    2008年2月7日，亚特兰蒂斯号航天飞机搭载着欧空局研制的哥伦布舱升空，并成功的将其安装在国际空间站上。哥伦布舱装备了多种实验设备，为人类进行科学研究提供了丰富的资源。哥伦布舱内搭载的“生物实验室”机柜安装了一台具有实时在线检测能力的分析仪器——紫外可见分光光度计，对空间生命科学实验的过程产物进行在线检测。

   “生物实验室”机柜上的相关设备

   “生物实验室”机柜专门用于在微重力下开展微生物、细胞、植物等生物学实验，支持对植物、无脊椎动物、微生物、动物细胞和组织的生物研究。机柜的左半边为自动部分，右半边为手动部分。 宇航员通过机柜的右半部人工加载具体的生物学实验载荷。在加载完毕后，机柜的左半部分可以进行一系列自动化操作，为生物学样品提供环境控制并对实验过程产生的液体样品进行实时在线分析观测。在“生物实验室”机柜顶部，有两台自动分析仪器：一台显微镜和一台紫外可见分光光度计。紫外可见分光光度计可对液体样品进行实时在线检测。

   生物实验培养箱：生物实验培养箱位于机柜的左半边中间，属于自动化操作部分。生物实验培养箱内有两个离心机转子，在转子上面安装了6个标准生物实验容器。具体的生物学实验就是在这样一个个生物实验容器内进行的。每个生物实验容器上都有温度和压力传感器、电源和数据接口 以及空气过滤接口。在生物实验容器底部平面还有一些为自动操作机构定制的接口，例如能对生 物实验容器注入水和营养液的隔膜及能被自动操作机构推拉旋转工具操作的接口等。自动操作机构通过这些接口将实验过程中的液体自动转移到紫外可见分光光度计，再由紫外可见分光光度计对液体进行自动分析。

   自动操作机构：生物实验培养箱上面一点位置的就是自动操作机构，它是“生物实验室”机 柜实现自动化的关键机构。自动操作机构搭起了生物实验容器中实验样品与“生物实验室”机柜顶部自动分析仪器之间的桥梁。自动操作机构拥有灵活的机械臂，使用液体转移针管将在生物实验容器中产生的生物学实验液体产物送到自动分析仪器，让自动分析仪对样品进行实时在线分析。

   紫外可见分光光度计：

   紫外可见分光光度计是一种分析检测仪器，利用朗伯比尔定律（吸光度与浓度的关系）通过测量样品的吸光度来得到样品浓度。

   紫外可见分光光度计的设计参数：紫外可见分光光度计的光源为氘灯和钨灯的复合光源，通过光纤传输光能；样品池为封闭式流动样品池；后端探测器为两个蔡司公司生产的紫外、可见光波段探测器。蔡司探测器内部的分光器件选用了平场凹面全息光栅。平场凹面全息光栅兼具色散和成像功能，将入射狭缝像色散后，成像于后端的线列探测芯片上。因为只使用了一个光学元件， 所以此结构具有紧凑、牢固的特点。