荧光光谱仪概况及发展历史

1.原理

在吸收紫外和可见电磁辐射的过程中，分子受激跃迁至激发电子态，大多数分子将通过与其它分子的碰撞以热的方式散发掉这部分能量，部分分子以光的形式放射出这部分能量，放射光的波长不同于所吸收辐射的波长。

后一种过程称作光致发光。分子发光包括荧光、磷光、化学发光、生物发光和散射光谱等。基于化合物的荧光测量而建立起来的分析方法称为分子荧光光谱法。

由光源发出的光通过切光器使其变成断续之光，通过激发光单色器变成单色光，此光即为荧光物质的激发光。被测的荧光物质在激发光照射下所发出的荧光，经过单色器变成单色荧光后照射于光电倍增管上，由其所发生的光电流经过放大器放大输至记录仪。一个激发，一个发射，采用双单色器系统，可分别测量激发光谱和荧光光谱。目前国内外荧光光谱仪示意图如图一：

图一 荧光光谱仪原理示意

2.分类

荧光光谱仪是测定材料发光性能的基本设备。 通用荧光光谱仪大致可分为3种：

(1) 基本型：在200-800 nm的紫外可见波段的稳态光谱仪。

(2) 扩展型：覆盖200-1700 nm波段的紫外可见-近红外稳态光谱仪。

(3) 综合型：覆盖上述两个波段，同时可测瞬态光谱的光谱仪。

3.主要用途

(1)荧光激发光谱和荧光发射光谱;

(2)同步荧光(波长和能量)扫描光谱;

(3)3D(Ex Em Intensity) ;

(4)Time Base和CWA(固定波长单点测量);

(5)荧光寿命测量，包括寿命分辨及时间分辨;

(6)计算机采集光谱数据和处理数据(Datamax和Gram32)。

4.发展历史

第一次记录荧光现象的是16世纪西班牙的内科医生和植物学家N.Monardes，1575年他提到在含有一种称为“LignumNephriticum”的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱的天蓝色。在17世纪，Boyle(1626—1691)和Newton(1624—1727)等著名科学家再次观察到荧光现象。之后荧光就引起了许多科学家的研究兴趣，荧光分析方法也越来越多的被应用到生物和化学分析当中。

当然荧光分析方法的发展，与仪器应用的发展是分不开的。总体来说，荧光光谱仪自问世以来经过了三个阶段的发展过程：

(1)手动式;

(2)自动扫描;

(3)微机化。

19世纪以前，荧光的观察是靠肉眼进行的，直到1928年，才由Jette和West提出了第一台光电荧光计。光电荧光计的灵敏度是有限的，1939年Zworykin和Rajchman发明光电倍增管以后，在增加灵敏度和容许使用分辨率更高的单色器等方面，是一个非常重要的阶段。1943年Dutton和Bailey提出了一种荧光光谱的手工校正步骤，1948年由Studer推出了第一台自动光谱校正装置，到1952年才出现商品化的校正光谱仪器。

审核编辑黄宇