280 nm

280 nm-Licht gehört zum ultravioletten C-Spektrum (UVC) und weist eine hohe Photonenenergie auf, wodurch eine wirksame Zerstörung mikrobieller DNA-/RNA-Strukturen ermöglicht wird und gleichzeitig eine selektive Anregungsfähigkeit für bestimmte fluoreszierende Moleküle gezeigt werden kann.

  • Anwendung 1: UV-Sterilisationssysteme – Wird in UV-Desinfektionsgeräten eingesetzt, um die Wellenlänge von 280 nm präzise zu isolieren. Dadurch wird eine effiziente Inaktivierung von Bakterien, Viren und anderen Krankheitserregern in Luft- oder Wassersystemen erreicht und so die Hygienestandards in kritischen Umgebungen wie Gesundheitseinrichtungen und Lebensmittelverarbeitungsbetrieben gewährleistet.
  • Anwendung 2: Biomolekulare Analyse – Der 280-nm-Bandpassfilter wird in Analyseinstrumenten wie Fluoreszenzspektrophotometern verwendet und überträgt diese Wellenlänge selektiv, um eine genaue Messung der Fluoreszenzanregung oder Absorptionsspektren von Proteinen/Nukleinsäuren zu ermöglichen und so Anwendungen in der Biochemie, Molekularbiologie und medizinischen Diagnostik zu unterstützen.
  • Anwendung 3: Qualitätskontrolle bei Halbleitern – In der Forschung und industriellen Inspektion ermöglicht dieser Filter die zerstörungsfreie Erkennung von Defekten im Submikrometerbereich auf Halbleiter-Waferoberflächen, indem er die einzigartigen Penetrationseigenschaften von 280-nm-Licht und seine wellenlängenspezifische Selektivität nutzt, die für die Herstellung fortschrittlicher Mikroelektronik von entscheidender Bedeutung ist.

Leitfaden zur Auswahl optischer 280-nm-Filter für bestimmte Anwendungen

I. Filterkonfiguration für UVC-Sterilisationssysteme

Anwendungsszenarien: Luft-/Wasserdesinfektionsgeräte, Sterilisation medizinischer InstrumenteFilteranforderungen:

1. Bandpassfilter (Mittlere Wellenlänge 280 nm, FWHM 10–12 nm)

  • Kernparameter:
  • Übertragungsbereich: 270–290 nm (deckt das effektive Sterilisationsband von 280 nm ± 10 nm ab)
  • Cutoff-Tiefe: OD4+ (Blockierungsrate >99,99 %, wodurch ein hoher Cutoff über das gesamte Spektrum von 200–1100 nm erreicht wird)
  • Substrat und Beschichtung: Quarzglassubstrat mit ionenstrahlgesputterten Hartbeschichtungen (UV-Beständigkeit > 10.000 Stunden)
  • Auswahlbegründung:
  • Die schmale Bandbreite verhindert Streulichtstörungen durch 254-nm-Quecksilberlampen (verhindert eine Fehlaktivierung menschlicher Sicherheitsmechanismen)
  • Eine tiefe Abschaltung verhindert den Austritt von sichtbarem Licht und schützt so die Augen des Bedieners (das UVC-Band verursacht schwere Schäden an der menschlichen Haut/Hornhaut).
  • Die Hartbeschichtungstechnologie verhindert eine Verschlechterung des Films durch langfristige UV-Bestrahlung (herkömmliche Harzfilter vergilben und versagen unter UVC).

2. Hilfs-Kurzpassfilter (Grenzwellenlänge 300 nm)

  • Konfiguration: Kaskadiert mit dem Bandpassfilter
  • Funktion: Blockiert zusätzlich Nah-UV-/sichtbares Licht über 300 nm und begrenzt so den Lichtverlust des Systems auf <0,01 %
  • Technischer Vorteil: Steilheit >50nm/OD (schmales Übergangsband für hohe spektrale Reinheit)

Behandelte Hauptprobleme:

  • Effizienz und Sicherheit im Gleichgewicht: Präzise 280-nm-Übertragung gewährleistet Sterilisationseffizienz (optimal für die Zerstörung von DNA-Pyrimidin-Dimeren), während das Dual-Cutoff-Design Streulichtgefahren vermeidet
  • Längere Lebensdauer der Ausrüstung: Die hartbeschichtete Struktur reduziert die UV-bedingte Dämpfung auf <5 % pro Jahr und minimiert so die Wartungskosten

II. Filterkombination für die zeitaufgelöste Fluoreszenzdetektion

Anwendungsszenarien: Biomarker-Erkennung (z. B. Serumproteinquantifizierung), schnelles Screening auf LebensmittelsicherheitFilterkonfiguration:

1. Anregungsseite: 280nm Bandpassfilter

  • Kritische Parameter:
  • FWHM: 8–10 nm (entspricht der Halbwertsbreite des Anregungsspektrums der Zielfluorophore)
  • Transmission: >65 % (im Bereich von 270–290 nm, um eine ausreichende Anregungsintensität sicherzustellen)
  • Streulichtunterdrückung: OD6@254nm (eliminiert verbleibende Spektrallinien von Quecksilberlampen)
  • Überlegungen zum Entwurf:
  • Mehrschichtiges Beschichtungssystem (über 20 Schichten mit abwechselnd hohem/niedrigem Brechungsindex) für kompatiblen schmalen Bandpass und tiefen Cutoff
  • Quarzglassubstrat (Durchlässigkeit >90 % bei 280 nm, besser als herkömmliches Glas)

2. Emissionsseite: 320 nm Langpassfilter + Notchfilter-Kombination

  • Erste Stufe: 320 nm Langpassfilter (Grenzwerttiefe OD4@300 nm)
  • Funktion: Trennt Fluoreszenzemissionssignale (Zielbereich 320–350 nm) und blockiert gleichzeitig das restliche Anregungslicht
  • Zweite Stufe: 280 nm Kerbfilter (Unterdrückungstiefe OD6)
  • Funktion: Eliminiert Restanregungslicht, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern (S/N >100:1)

Auswahllogik:

  • Spektrale Anpassung: Die Bandbreite des Anregungsfilters deckt den Anregungspeak des Fluorophors ab (z. B. Tryptophan-Absorptionspeak bei 280 nm); die Grenzwellenlänge des Emissionsfilters liegt unterhalb des Beginns der Fluoreszenzemission (320 nm).
  • Zeitaufgelöste Leistung: Der Notch-Filter begrenzt den Leckstrom des Anregungslichts auf <0,001 % und ermöglicht so die Erkennung langlebiger Fluoreszenzsignale (Lanthanoid-Fluoreszenzlebensdauer 10–100 μs) nach dem Abfall der Hintergrundfluoreszenz (10–20 ns).

Technischer Wert:

  • Ermöglicht die Ultraspurenerkennung (Nachweisgrenze bis hinunter zu pg/ml), 100-mal höhere Empfindlichkeit als herkömmliche Fluoreszenzmethoden
  • Verbesserte Anti-Interferenz-Fähigkeit für die direkte Erkennung in komplexen Matrices (z. B. Vollblutproben) ohne langwierige Vorbehandlung

III. Vergleich der Schlüsselauswahlparameter

Für UVC-Sterilisationsanwendungen

  • Filtertyp: Bandpass + Kurzpass-Kombination
  • Mittlere Wellenlänge: 280 nm
  • Halbwertszeit: 10-12 nm
  • Schnitttiefe: OD4-6
  • Material/Verfahren: Quarzglassubstrat + ionenstrahlgesputterte Hartbeschichtungen

Für Fluoreszenzdetektionsanwendungen

  • Filtertyp: Bandpass + Langpass + Kerbfilter-Kombination
  • Mittlere Wellenlänge: 280 nm (Anregungsseite)/320 nm (Emissionsseite)
  • FWHM: 8–10 nm (Anregungsseite)
  • Grenztiefe: OD6 (Kerbfilter)
  • Material/Prozess: Quarzglassubstrat + ionenunterstützter Abscheidungsprozess

Wichtige Überlegungen:

  1. Vermeiden Sie gängige Glassubstrate (Durchlässigkeit <30 % bei 280 nm)
  2. Wählen Sie für Hochleistungs-UVC-Anwendungen (z. B. industrielle Sterilisation) Substrate mit einer Wärmeleitfähigkeit von >1 W/m·K (z. B. Saphir).
  3. Führen Sie Winkelreaktionstests für Fluoreszenzdetektionssysteme durch (Einfallswinkelabweichungen >5° können zu einer spektralen Verschiebung führen)

Diese Konfiguration gewährleistet die Systemleistung und hält die Filterkosten gleichzeitig auf 15–20 % des Gesamtbudgets der Ausrüstung begrenzt (abhängig von den Beschichtungsschichten und der Materialauswahl).

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