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射光譜都不同，因此可以根據發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，它與結合特定化合物的熒光探針結合使用，以分析生物體中蛋白質的運動。

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器件的發光效率指標的量子產率，并分析器件發出的光的光譜。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態返回到基態時，它會以光的形式發射多余的能量。每個分子都具有自己的能態，并選擇性地吸收特定波長的光以躍遷到激發態。

處于激發態的電子立即返回到基態，但此時它們發出的光的波長與激發態和基態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的樣品（例如食品）進行熒光測量，正在嘗試分析可按原產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的樣品中，例如食品和飲料，會出現許多峰，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計分析方法從食品和其他材料的復雜發射光譜中獲取信息。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據壓縮成二維或三維。

通過根據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、鈣離子等結合，可以對相關成分進行定量。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構。

此外，經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現這種綠色熒光蛋白而受到贊譽。生物分子的分析已經取得了長足的進步，因為已經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。