荧光光谱知识大全-仪表展览网

荧光光谱概述

　　荧光光谱包括激发谱和发射谱两种。激发谱是荧光物质在不同波长的激发光作用下测得的某一波长处的荧光强度的变化情况，也就是不同波长的激发光的相对效率;发射谱则是某一固定波长的激发光作用下荧光强度在不同波长处的分布情况，也就是荧光中不同波长的光成分的相对强度。

　　既然激发谱是表示某种荧光物质在不同波长的激发光作用下所测得的同一波长下荧光强度的变化，而荧光的产生又与吸收有关，因此激发谱和吸收谱极为相似。但是激发光谱和吸收光谱不同，后者只说明材料的吸收，至于吸收后是否发完，就不一定了，因此将激发光谱与吸收光谱进行比较，可以判断哪种吸收对发光有用。由于激发态和基态有相似的振动能级分布，而且从基态的*低振动能级跃迁到**电子激发态各振动能级的几率与由**电子激发态的*低振动能级跃迁到基态各振动能级的几率也相近，因此吸收谱与发射谱呈镜象对称关系。

荧光光谱系统

　　荧光光谱系统，即用于测量和分析荧光光谱的仪器，主要由激发光源、激发和发射单色器、样品池、检测系统以及荧光光谱处理和显示系统等组成。其中，用于测量人体组织时间分辨(瞬态)荧光光谱的实验装置如图1所示[1]。目前荧光光谱技术以其微损、灵敏度和特异性高、操作方便、仪器成本低等优点被广泛地应用于人体病(癌)变组织的光谱学诊断中。

荧光光谱技术

　　16世纪，西班牙科学家Nicholas Monardes观察到，贮放在由菲律宾紫檀木制成的杯中的水会发出一种神奇而迷人的蓝光。到17世纪，Boyle等其他科学家也观察并记载了类似的发光现象。1864年，英国物理学家George Stokes首先提出发光现象作为一种分析方法，他在1852年发表的关于发光现象的基础性论文以及随后的一系列研究工作，奠定了至今还在使用的许多发光概念的基础。1978年，T.C. O’Haver在其论文里对发光现象及研究做了历史考证和评述(王镇浦等, 1989)。发光光谱法作为*古老的分析方法之一，目前仍然得到极为广泛的应用。

　　荧光光谱技术是指基于激光激发下不同物质分子辐射出的荧光光谱存在差异，进而可通过相关的检测手段区分出不同的物质分子的一种检测技术;其中，荧光光谱技术包括稳态和时间分辨(瞬态)荧光光谱技术。荧光光谱分析技术具有灵敏度高(比紫外-可见分光光度法高2～3个数量级)，选择性好，工作曲线线性范围宽，而且能够提供激发光谱、发射光谱、发光强度、发光寿命、量子产率、偏振和各向异性诸多信息等优点，已经成为一种重要的痕量分析技术。它在生物、医学、**、环境、石油工业等领域都有广泛的应用。随着科学技术的发展，激光、微机、电子学等新技术的引入，不仅大大推动了荧光分析法在理论上的发展，促进了诸如时间分辨、相分辨、荧光偏振、荧光**、同步荧光、三维荧光技术和荧光光纤化学传感器、荧光光纤**传感器等荧光分析新方法和新技术的发展，同时促使各种新型荧光分析仪器的出现。

荧光光谱技术的分类

　　荧光光谱技术按是否可以实时检测可分为以下两类：一为稳态荧光光谱技术，其优点是技术成熟、仪器成本低，缺点为其只给出平均化的结果以致无法实时定位组织病变位置;二为时间分辨(瞬态)荧光光谱技术，虽然其仪器成本相对较高，但是由于它的检测量为荧光的寿命，所以可以减弱环境噪声对实验测量的影响并可以进一步地对荧光物质做定量的分析。因此，随着与瞬态荧光光谱系统的激发光源相关的超短脉冲激光器的发展，时间分辨(瞬态)荧光光谱技术将会成为肿瘤诊断检测中的研究热点[1]。

三维荧光光谱

　　三维荧光光谱(Three-dimensional excitation emission matrix fluorescence spectroscopy, 3DEEM)，也可称为总发光光谱或激发-发射矩阵图，与常规荧光光谱技术的主要区别是能够普获得激发波长和发射波长同时变化时的荧光强度信息。三维荧光光谱有两种表示形式：等(强度)高线图(Contour plot)和等角三维投影图(3D plot or surface plot)。等高线图易于获得更多的信息，能体现与常规荧光光谱、同步荧光光谱的关系。

　　三维荧光光谱能够获得完整的光谱信息，是一种很有价值的光谱指纹技术(陈培榕等, 1999)。自从美国海洋化学家P.G. Coble等(Coble et al., 1990)应用三维荧光光谱研究黑海DOM的荧光特性以来，国际上地球科学和环境科学家们广泛应用3DEEM来研究和表征DOM的来源、组成等地球化学信息。