| 荧 光 光 谱 测 量 |
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荧光光谱分析在许多科学领域和生产领域都有重要的应用，如医学、生物学、环境科学、农业学、化工领域等。
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| 荧光光谱分析原理：激发光打在被测物质上，被测物质中的分子、原子吸收激发光的能量后，从低能级跃迁到高能级。该高能级是不稳定的，经过一段时间后，分子、原子自发的从非稳态的高能级跃迁到稳态或亚稳态的较低能级，同时发出一个光子。不同的原子、分子的能级是固定的，因此它们发出的光子能量是一定的，即波长一定。我们只要测出该荧光的波长，即可以识别所测物质的元素和成份，而比较荧光强度，我们可以测出它的含量。 |
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| 如何区别激发光和荧光？荧光往往很弱，如果不把它从激发光里分离出来，它会被激发光完全淹没。荧光测量系统，通常用以下一种或几种方法来分离荧光： |
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| 1、 90°布置法：激发光和探测器90°方向布置。由于荧光没有方向性，它向四周发射，因此可以把探测器放在与激发光成90°的位置来接收荧光。大部分的荧光测量装置都采用此方法（同时常常配上其它方法）。 |
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| 2、 时间延迟法：由产生荧光的原理可知，荧光从产生到完全消失，它有一个时间过程（即从高能级的非稳态跃迁到低能级的亚稳态或稳态的时间）。不同的物质，这个时间的长短是不一样的，它们从几微秒到几分钟不等。我们可以给探测器的快门一个延迟时间，让激发光完全消失后开始对荧光采样。在一些特殊条件，如用反射探针测固体、液体的荧光时，光路无法90°布置，这时需要通过延迟采样时间来分离出荧光。 |
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| 3、 滤波法：从荧光产生原理可知，荧光的波长大于激发光的波长。我们在探测器前面放一个长通滤波片，它的截至波长稍大于激发光波长。这样，只有荧光才能被探测器采集。该法的另一个好处是可以虑掉一部分杂散光，但是它也可能虑掉一部分荧光。 |
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| 如何提高探测器接收到的荧光？对于一些物质来说，产生荧光的能力是非常弱，以至一些普通探测器都无法响应。为了使探测器能够接收到更多的荧光，往往采用以下几个措施： |
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| 1、 提高激发光的强度：可以用激光器来代替卤素灯源，激光器的功率密度往往比卤素灯高的多。使用该方法，根据激光器功率的不同，荧光有几倍到几个数量级的提高。但是该方法受实验室条件限制，并不是任何时候都是可行的，同时，紫外波段的激光器价格比较昂贵。 |
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| 2、 提高探测器的光收集效率：可以在其它几个方向上放一些反射镜，把这些方向上的荧光反射到探测器上。使用该方法，可以使收集到的荧光增加几倍到十几倍。 |
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| 3、 改进光谱仪：荧光分析基本上都是通过光谱仪、分光光度计来实现，进入光谱仪、分光光度计的光通量受限于这些仪器的狭缝尺寸。我们可以增大狭缝尺寸，来提高进光量。但是，狭缝尺寸的增大，是以牺牲波长分辨率为代价，因此不能无限制的增加狭缝尺寸。提高光谱仪、分光光度计里面的各种反射镜、光栅对光的反射效率，也是增加探测器接受更多荧光的有效方法之一。大部分的光谱仪公司，都有专门的产品用作荧光测量，这些用作荧光测量的光谱仪、分光光度计都是在这些方面进行了改进。 |
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| 美国OceanOptics公司是世界上最早从事微型光纤光谱仪的公司，到目前为止，已经售出65，000个光谱仪。它们应用在各个领域，包括荧光光谱分析。下表是使用OceanOptics公司光谱仪和附件配置的一个荧光测量系统： |
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| 荧光测量系统典型配置 |
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| 一、光谱仪 |
USB4000-VIS-NIR |
| 波长范围： |
360-1000nm |
| 波长分辨率： |
1.34nm |
| 二、激发光源 |
PX-2脉冲氙灯 |
| 波长范围： |
220-750nm |
| 三、测量软件 |
Spectrasuite |
| 四、样品池座 |
CUV-ALL-UV |
| 五、传光光纤 |
2根QP1000-2-UV-VIS |
| 六、线性可变滤波片 |
LVF-UV-HL（激发光波长选择） |
| 七、反射镜 |
74-MSP（提高荧光收集效率） | |
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| 说明：脉冲氙灯PX-2是一个宽光谱光源（光谱图见下），线性可变滤波片LVF-UV-HL用来选择激发光的波长。通过该滤波片，我们可以在230-500nm之间选择任意一个波长，波长线宽可调：20nm-100nm。如果线性可变滤波片选用LVF-HL，则选择波长区间在300-750nm。 |
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荧光测量系统典型配置 |
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LVF-HL线性可变滤波片 |
可选择波长光谱图 | |
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荧光测量光谱软件界面 | |
