什么是分光熒光計？分光熒光計的應用及原理

更新時間：2024-07-25

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什么是分光熒光計？

分光熒光計是一種分析樣品中分子和離子發(fā)出的光的設備。

光譜儀的一種，其他例子包括紫外/可見分光光度計和紅外分光光度計。由于每個分子和離子的發(fā)射光譜都不同，因此可以根據(jù)發(fā)射峰的波長和強度來定量樣品中所含的成分。

熒光分光光度計極其靈敏，用于檢測痕量成分。此外，在生物化學領域，它與結(jié)合特定化合物的熒光探針結(jié)合使用，以分析生物體中蛋白質(zhì)的運動。

此外，在含有多種成分的樣品中，例如生物體和食品，每種成分的排放重疊，導致復雜的光譜，然而，最近，通過應用多變量分析等統(tǒng)計分析方法，可以對多種成分進行分析。還正在考慮提取信息。

使用熒光分光光度計方法進行的定量分析一般比分光光度法靈敏1000倍以上，因此熒光分光光度計用于檢測和定量樣品中所含的微量成分。

具體而言，我們測量作為白光LED和有機EL器件的發(fā)光效率指標的量子產(chǎn)率，并分析器件發(fā)出的光的光譜。頻譜分析極其復雜，但分析軟件也變得越來越復雜，可以提取多種信息。

什么是分光熒光計？分光熒光計的應用及原理

圖1 熒光分光光度計原理

分光熒光計是一種使用熒光（或磷光）的設備，當分子和離子的電子從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時，它會以光的形式發(fā)射多余的能量。每個分子都具有自己的能態(tài)，并選擇性地吸收特定波長的光以躍遷到激發(fā)態(tài)。

處于激發(fā)態(tài)的電子立即返回到基態(tài)，但此時它們發(fā)出的光的波長與激發(fā)態(tài)和基態(tài)之間的能級差相對應。請注意，除非將照射光設置為樣品吸收的波長，否則不會發(fā)射熒光，并且無法進行測量。

圖 2. 熒光分光光度計和多變量分析

通過對含有大量有機物質(zhì)的樣品（例如食品）進行熒光測量，正在嘗試分析可按原產(chǎn)地或原材料進行分類的模式。當樣品含有多種成分時，熒光分光光度計測量得到的光譜是每種成分發(fā)出的熒光之和。

一般來說，含有多種成分的樣品的熒光光譜極其復雜且難以分析。特別是在含有許多有機物質(zhì)的樣品中，例如食品和飲料，會出現(xiàn)許多峰，只能由專家進行分析。

另一方面，最近，人們嘗試使用多元分析和統(tǒng)計分析方法從食品和其他材料的復雜發(fā)射光譜中獲取信息。例如，通過使用作為多變量分析方法的主成分分析(PCA)，可以將諸如光譜之類的多維數(shù)據(jù)壓縮成二維或三維。

通過根據(jù)降維后每個樣本的分布將樣本分組來進行分析。

圖 3. 熒光分光光度計的使用

在生物化學領域，通過將熒光探針選擇性地與特定蛋白質(zhì)、鈣離子等結(jié)合，可以對相關(guān)成分進行定量。例如，在鈣離子的檢測中，可以使用稱為螯合劑的化合物，其具有選擇性地夾緊離子的結(jié)構(gòu)。

此外，經(jīng)生物來源熒光蛋白修飾的聚合物也可用作熒光探針。這種聚合物源自熒光蛋白，它的引入使活細胞能夠自我復制。

諾貝爾獎獲得者日本科學家下村修因發(fā)現(xiàn)這種綠色熒光蛋白而受到贊譽。生物分子的分析已經(jīng)取得了長足的進步，因為已經(jīng)可以將熒光蛋白引入生物分子中，并可以使用熒光計進行高靈敏度的檢測。