介绍荧光光谱仪背后的理论

荧光光谱是一种强大的工具,用于识别无机和有机分子的存在复杂的系统。这可以以两种方式之一:要么利用这一过程称为自体荧光,它使用荧光分子的固有属性,或通过分子标记引入系统,具有亲和感兴趣的分子和一个已知的荧光光谱。

荧光标记被称为荧光团,可以设计特定的发射和吸收光谱。这意味着可以使用多路复用检测广泛的物种在一个分析物。这种技术被广泛应用于许多生物医学和生物应用程序,包括DNA的测序。

使用时一起共焦显微镜,这种技术生产的小物体,包括细胞多光谱图像。荧光光谱也应用于防伪领域。这里,荧光标记被添加到油墨的货币,将发出一个独特的荧光光谱,只有制造商知道,当被适当的激发波长。

荧光光谱的理论

是有用的简要探讨荧光光谱所涉及的基础物理为了理解其全部权力。一个分子与足够的能量吸收一个光子激发系统从基态(S₀电子能级(S)到下一个₁荧光过程可能发生之前)。

分子在激发态时尽快释放多余的能量为了放松回到基态更稳定。多余的能量转换成光子和声子的混合物,这叫做放射性或非放射性衰变。

图1显示了,在荧光发射的情况下,分子最初将下降到一个较低的振动状态无辐射的年代₁乐队然后衰变放射性的年代₀乐队。发射的光子从这个过程更少的能量比吸收光子,所以“转变”更长的波长比吸收的光子。这种波长位移被称为斯托克斯位移和电子态的雅布伦斯基图所示。

图1所示。例子雅布隆斯基图,会发出荧光吸收/发射光谱的一个典型的荧光分子。

年代之间的能量差₀和S₁和intraband振动模式结构高度取决于分子的结构债券。这种依赖是特别高的双键或三键,因为这些利用松散p电子。因此,复杂的有机和生物分子常常表现出很高的自体荧光。因此,生命科学是最早适应荧光光谱和这使荧光体的设计,大型有机亚博老虎机网登录分子与特定的吸收和发射特性,针对特定的应用程序。

这些荧光团可以设计成与分子的特定利益,所以创建化学敏感的荧光标记,比如前面提到的DNA测序。最近,在荧光量子点已成为受欢迎的应用程序。在这里,发射光谱依赖于量子点的大小本身,而不是材料的分子结构。多年来,奈米制造的成本和复杂性降低,所以量子点也越来越多的被用于各种各样的应用程序在荧光,例如在防伪。

典型的测量配置

荧光光谱可以用于广泛的应用程序也因此仪器配置应用程序之间的差异很大。结果,大多数研究者支持可配置组件可以很容易地交换,这取决于应用程序的需求指定。先锋派的密切合作与许多过程工程师和研究人员为了方便荧光测量在临床、实验室和工业环境中使用光纤耦合的微型光谱仪,配件和光源。

先锋派的开发了一整套荧光光谱配置在此期间已由平移和实验室的研究人员使用。很多这些配置也被各种各样的商业产品的基础,使用“OEM光谱仪的测量仪器。

相对低能耗水平与荧光光谱相比,UV / Vis光谱学等其他方法。因此通常更可取的选择灵敏度高光谱仪,例如AvaSpec-HS2048XL-EVO或AvaSpec-Hero。高灵敏度光谱分析仪的使用在要求更高的应用程序中,例如检测低浓度的荧光团样本矩阵或自体荧光测量的组织。

相比其他低光照条件下的光谱,例如漫反射光谱和拉曼光谱,荧光相对广阔的排放。这些允许光谱学家处理样品强烈荧光光谱仪考虑使用更少的敏感,例如AvaSpec-Mini2048CL或AvaSpec-ULS2048CL-EVO拥有广泛的入口狭缝允许更多的光进入光谱仪。

大多数光谱仪的有一个选择可更换入口狭缝和允许用户确定最佳入射狭缝宽度为每个应用程序特定的荧光实验。这进一步提高了光纤耦合的微型光谱仪所提供的灵活性。

Cuvette-Based测量

最简单的荧光光谱设置使用光纤耦合的小型管固定器与正交连接端口为了收集样品的光谱在溶液的试管标准10毫升。大多数小分子溶剂,如酒类、环己烷和水几乎没有自发荧光信号。这意味着样本和荧光团可以溶解在易于处理的解决方案。

虽然类似于典型的UV / Vis测量,在配置为荧光测量、收集端口和激励端口必须相互正交的(在90度角),如图2所示。这是为了防止荧光信号激励源的光被制服。港口的励磁电源必须使用这个配置时敞开荧光测量为了防止透射光反射在小型管固定器。

它也可以被连接到第二个谱仪,测量UV / Vis吸收光谱同时,或限制镜像创建一个双通细胞。当执行制造过程中质量控制的荧光染料和量子点的双重UV / Vis和荧光功能这个简单的组件设置尤其有用。这是因为它使分子的激发和发射特性同时确定。

图2。CUV-UV / VIS-TC-Temperature控制电池电池座旅行车。

此外,热电的控制的小型管固定器,如图2所示,为操作员精确控制样品的温度在-30^oC和+ 105^oC在一个0.05的准确性^oc以及稳定的能力在测量样品的温度,这种类型的小型管固定器可以将样品温度实时变化。这意味着温度对发射光谱的影响可以量化。

Probe-Based测量

虽然比色皿适合许多应用程序,删除一个样本进行测试的目的并不总是可取的。另一个选择,当测试粉末或液体样品,是使用光纤荧光探针,就像如图3所示。探针使用开口设计,这使得光谱仪耦合的一条腿,另一条腿的激励源。

这些探测器可以有许多不同的配置的内部纤维,如在图3中,12 200微米核心纤维周围600微米核心纤维之一。然而,他们都有一个共同点那就是样本的收集和激发路径都是共线的。这大大简化了探针设计,允许一个紧凑的形式因素,不会导致增加励磁信号收集的正交方法使用的小型管固定器。

图3。FCR-UV200/600-2-IND——从先锋派的荧光探针。

有必要添加额外的过滤步骤沿着路径集合,以减轻荧光的收集问题与此相关的配置系统。旅行车提供斜坡和这些允许用户直接连接过滤器和过滤信号的收集和激发路径。放置一个带通滤波器在励磁线,只允许光激发带探针通常会做到这一点。

然而,由于没有所谓的完美的过滤,常常需要收集路径上添加一个长通滤波器为了进一步减少多余的光从激励源。设置一个例子,FH-DA直接附加滤光片夹与激发光源,和一个FH-INL集合之间插入内联滤光片夹腿的分叉纤维和接插线连接到光谱仪,如图4所示。

图4。典型的设置荧光探针配置。

执行标准浸入式测量、荧光探针也适合原位在广泛的领域测试从考古研究生物医学诊断。调查纤维配置这些应用程序可能略有不同的例子在图2中,但总的原则是一致的。荧光探针在牙科治疗,可以使用独特的紫外线光源作为固化的催化剂和荧光测量的激励源。

这些探针也可以运用在艺术身份验证、洞察颜料用于生产的一幅画可以提供的荧光光谱。这允许调查人员工作是否匹配使用的痛苦时期,艺术被生产。然而,过度暴露于紫外线可导致损坏颜料本身所以需要额外的照顾当确保工作的完整性。

荧光显微镜

荧光显微镜可以追溯到早期的20倍^th世纪,伴随着紫外线显微镜的发明,1911年。早期的研究者紫外线激发我很快识别领域,最初选择的尝试,提高图像的空间分辨率,是诱导自体荧光的样品。到1914年,它已经表明,荧光团可以创建绑定活细胞分子信息,这使得第一次聚集在微观层面上。

如今,荧光显微法已成为生物科学中使用最广泛的技术之一,并提供高分辨率光谱成像的活细胞及其他生物样本。亚博老虎机网登录尽管在大多数情况下,激励源是一个单模激光器,允许有限衍射成像,光谱仪要求否则基本上与前面讨论的其他配置。旅行车提供三种标准显微镜适配器和这些允许用户连接一个微型光谱仪容易任何标准显微镜使用光纤跳线。

最终的想法

的提供了一个广泛的各种各样的光谱仪和配件适合OEM和实验室荧光光谱的应用程序包括AvaSpec-HSC1024X58-TEC (AvaSpec-Hero),AvaSpec-ULS2048XL-EVO,AvaSpec-HS2048XL-EVO。每个可用的光谱仪作为OEM模块,一个独立的单位,或可以集成到一个多路机架式系统,结合激励源和光谱仪(s)在一个住房,使它们适合嵌入式系统或专门设计的实验室。

AvaSpec乐器行通过以太网通信,rs - 232, USB3.0,让积极的数字和模拟的输入/输出功能,提供多种界面选项和其他设备。此外,用户可以开发自己的代码使用AvaSpec DLL荧光应用程序软件开发方案,在MatLab示例程序,虚拟仪器,c#、c++, Visual Basic, Delphi,和许多其他的编程环境。

这些信息已经采购,审核并改编自的BV提供的材料。亚博网站下载

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