什么是熒光分光光度計(jì)儀器

熒光分光光度計(jì)能夠用于摸清分子的成鍵和結(jié)構(gòu)情況的實(shí)驗(yàn)，那么熒光分光光度計(jì)究竟內(nèi)部是什么樣的才能讓其做到這些呢？

由光源發(fā)出的光經(jīng)激發(fā)單色器變?yōu)閱紊猓丈湓跓晒獬刂械谋粶y(cè)樣品上產(chǎn)生熒光；物質(zhì)產(chǎn)生的熒光被發(fā)射單色器色散為單色光，經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，再經(jīng)放大器放大反饋到A／D轉(zhuǎn)換單元，模擬電信號(hào)即轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)值，Z后經(jīng)顯示器或打印機(jī)記錄被測(cè)樣品的譜圖，此時(shí)記錄的譜圖即為發(fā)射光譜(emissionspectrum)，又稱為熒光光譜。這就是熒光分光光度計(jì)的基本工作過程。

熒光分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)組成

熒光分光光度計(jì)的基本組成結(jié)構(gòu)包括：激發(fā)光源、單色器、樣品室、檢測(cè)器、顯示系統(tǒng)。

1、激發(fā)光源

光源提供激發(fā)樣品的激發(fā)光，常見的激發(fā)光源有高壓氙燈、高壓汞蒸氣燈、激光器、閃光燈等。高壓氙燈能發(fā)射出強(qiáng)度較大的連續(xù)光譜，且在300～400nm范圍內(nèi)強(qiáng)度幾乎相等，成為目前應(yīng)用Z多的連續(xù)光源。高壓氙燈的外殼為石英玻璃，內(nèi)部充壓力為5倍標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氙氣，工作時(shí)壓力可達(dá)到20倍標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。以激光器作光源時(shí)，激發(fā)光強(qiáng)度大且單色性好，能極大地提高熒光分析的靈敏度。以激光器作為光源的高性能熒光儀可實(shí)現(xiàn)單分子檢測(cè)，但存在激發(fā)光一般為單波長(zhǎng)，不能調(diào)整入射光的能量，且價(jià)格昂貴，使用上受限制的缺點(diǎn)。此外，目前商品儀器中應(yīng)用較多的閃光燈有氫燈、氮燈、脈沖激光燈等類型。

2、單色器

單色器用來分離出所需要的單色光。早期的熒光計(jì)是以濾光片來分離單色光，現(xiàn)在熒光分光光度計(jì)中應(yīng)用Z廣的是光柵單色器。一般地，熒光分光光度計(jì)上裝有兩個(gè)單色器，激發(fā)單色器和發(fā)射單色器。置于光源和樣品室之間的為激發(fā)單色器，篩選出特定的激發(fā)光譜。置于樣品室和檢測(cè)器之間的為發(fā)射單色器，篩選出特定的發(fā)射光譜。單色器上有進(jìn)、出光兩個(gè)狹縫，增大狹縫寬度則信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)，減小狹縫寬度則分辨率增大。單色器的色散能力與雜散光水平是兩個(gè)重要的性能指標(biāo)，比較理想的單色器應(yīng)具有低雜散光，以減少雜散光對(duì)熒光測(cè)量的干擾，同時(shí)具有高色散能力，以便弱的熒光也可以被檢測(cè)到。現(xiàn)在某些型號(hào)的熒光分光光度計(jì)上采用了雙光柵單色器，入射雜散光大大減少了，然而儀器的靈敏度卻大幅降低。

3、樣品室

樣品室通常由石英池架(適于液體樣品用)或固體樣品架(適于粉末或片狀樣品)組成。測(cè)量液體樣品時(shí)，光源與樣品成直角安排；測(cè)量固體樣品時(shí)，光源與樣品成銳角安排。熒光儀上用的樣品池與紫外可見分光光度計(jì)上用的樣品池存在較大差異。紫外可見分光光度計(jì)上用的比色皿材質(zhì)常為玻璃或石英，方形，兩面透光；而測(cè)熒光用的樣品池稱為熒光池，是用石英材質(zhì)制成，形狀也為長(zhǎng)方形或方形，但四面透光。低溫?zé)晒鉁y(cè)定時(shí)還需在熒光池的外面再套一個(gè)充液氮的透明石英真空瓶。

4、檢測(cè)器

檢測(cè)器的作用是將光信號(hào)放大并轉(zhuǎn)為電信號(hào)，一般用光電管或光電倍增管(PMT)作檢測(cè)器。在一定條件下，PMT的電流量與入射光強(qiáng)度成正比，它測(cè)量的數(shù)據(jù)是眾光子脈沖響應(yīng)的平均值。加在PMT上的電壓越高，則其放大作用越大。但是，過大的電壓會(huì)造成PMT損壞，這點(diǎn)在實(shí)際使用中尤應(yīng)注意。電荷耦合器件陣列檢測(cè)器(CCD)是近年來出現(xiàn)的一類新型的光學(xué)多通道檢測(cè)器，檢測(cè)光譜范圍寬、暗電流小、噪聲低、靈敏度高，可獲取彩色、三維圖像。因其價(jià)格比較昂貴，常用在gao檔熒光儀上。

用PMT作檢測(cè)器時(shí)，有兩種不同的檢測(cè)方式：熒光光子計(jì)數(shù)型檢測(cè)與模擬型檢測(cè)。

(1)模擬型PMT模擬型檢測(cè)是取各個(gè)脈沖所貢獻(xiàn)的平均值，脈沖是否同時(shí)到達(dá)則無關(guān)緊要。其優(yōu)點(diǎn)是能通過改變PMT上的電壓來提高它的增益，因此可在很大的信號(hào)強(qiáng)度范圍內(nèi)檢測(cè)而不必考慮非線性響應(yīng)。模擬型檢測(cè)器要求放大器和高壓電的電源都要相當(dāng)穩(wěn)定。

(2)光子計(jì)數(shù)型PMT光子計(jì)數(shù)型PMT適用于待測(cè)樣品信號(hào)很弱、需取多次掃描平均值來提高信噪比的情況，其優(yōu)點(diǎn)是具有較高的檢測(cè)靈敏度和穩(wěn)定性，對(duì)每個(gè)光子所引起的陽極脈沖都進(jìn)行檢測(cè)和計(jì)數(shù)，而且對(duì)施加于PMT上的高壓電的電壓波動(dòng)不敏感，對(duì)放大器和高壓電的電源穩(wěn)定性沒有要求。其缺點(diǎn)是不能通過改變PMT上的電壓來提高它的增益；光子計(jì)數(shù)也定于線性的計(jì)數(shù)速度內(nèi)。

5、顯示系統(tǒng)

顯示系統(tǒng)由光度表、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)等組成。