1、,激光誘導(dǎo)熒光光譜技術(shù),1, 目錄:,1,以激光做為光源激發(fā)熒光物質(zhì)產(chǎn)生的熒光稱為激光誘導(dǎo)熒光(Laser-Induced Fluorescence，LIF)，是熒光分析方法的一種。 與瑞利散射和拉曼散射不同，LIF過程不是一個散射過程，是一個波長的吸收和轉(zhuǎn)化過程。照射激光激發(fā)分子發(fā)出更長波長的光，發(fā)射熒光強度比散射強度強。與普通熒光分析方法不同， LIF的激發(fā)光源采用激光，靈敏度較高、檢測效果好。,簡介,激光誘導(dǎo)熒光光譜技術(shù),1,簡介,激光特性,2,原理,讓一束激光通過檢測區(qū)域，調(diào)節(jié)激光波長，當激光光子的能量（與激光的波長相關(guān)）等于檢測區(qū)域某種組分分子的某兩個特定能級之間的能量之差時，該分子

2、會吸收光子能量躍遷至高能態(tài)。 處于高能態(tài)的分子不穩(wěn)定，在一定時間內(nèi)它會從高能態(tài)返回到基態(tài)。在此過程中，分子會通過自發(fā)輻射釋放能量發(fā)光而產(chǎn)生熒光，這就是激光誘導(dǎo)熒光。 實際應(yīng)用中，從熒光的分布，可以探測粒子的種類；從熒光的強弱，可得知粒子的濃度以及溫度；利用其空間分辨性還可以測量粒子的濃度場、溫度場。,3,系統(tǒng)組成,3,系統(tǒng)組成,圖1 激光誘導(dǎo)熒光光譜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,4,突出優(yōu)點,5,主要問題,6,應(yīng)用,目前LIF技術(shù)已應(yīng)用于氣體、液體、固體的測量中及燃燒、等離子體、噴射和流動現(xiàn)象中。,毛細血管電泳檢測 葉綠素?zé)晒夥治?DNA分析,病變診斷 基因突變,檢測大氣、水體污染、,檢測火焰、流場等,生物,其

3、他,環(huán)境,醫(yī)學(xué),5,應(yīng)用,(1)葉綠素?zé)晒鈮勖臏y量,采用波長355 nm的激光作為光源激發(fā)葉綠素?zé)晒?由光電倍增管接收其熒光信號,由于被測葉綠素?zé)晒馑p函數(shù)與激光脈沖、儀器響應(yīng)函數(shù)卷積在一起,根據(jù)它們的特性,運用時間分辨測量法分別測得葉綠素?zé)晒饧捌浔尘靶盘?并結(jié)合解卷積算法可分離出真實的葉綠素?zé)晒馑p函數(shù),從而獲取葉綠素的熒光壽命. 該方法能夠?qū)崿F(xiàn)葉綠素?zé)晒鈮勖母呔葘崟r監(jiān)測,通過對不同葉綠素含量的溶液熒光壽命測試,證明葉綠素含量與其熒光壽命具有相關(guān)性, 確定了葉綠素含量與熒光壽命的標定曲線.,5,應(yīng)用,(2)水質(zhì)監(jiān)測,LIF 遙測系統(tǒng)以355 nm 激發(fā)波長的Nd-YAG晶體激光器為激發(fā)

4、光源, 脈沖寬度4 ns , 重復(fù)頻率10Hz 。脈沖激光通過卡塞格倫望遠鏡射入待測水體, 后向散射的熒光進入望遠鏡, 使用光纖分為兩路, 一路通過干涉濾光片, 光電倍增管測量作為水拉曼光強度, 另一路通過安裝有中心波長為355 、450 和685 nm 三塊干涉濾光片的轉(zhuǎn)輪, 以光電倍增管測量瑞利散射光、DOM 熒光和葉綠素a 熒光強度。測得的瑞利散射光、DOM 熒光和葉綠素a 熒光強度以水拉曼光強度進行歸一化, 記為瑞利散射因子、DOM 熒光因子和葉綠素a 熒光因子, 分別與水體濁度、DOM 濃度和葉綠素a 濃度成線性正相關(guān)。,5,應(yīng)用,(3)燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用,測量溫度、粒子濃度等。LIF

5、方法在火焰中粒子濃度的測量包括： 瞬態(tài)自由基粒子的測量。瞬態(tài)自由基是燃燒中的反應(yīng)中間體，如OH等。 污染粒子測量，用于對污染物的控制與排放，常見的污染粒子有NO、CO、NO2、SO2等分子，LIF方法的空間與時間的分辨測量有助于深入理解燃燒過程中這些粒子形成的機理。 金屬粒子的測量，如Na、K、NaS等。,5,應(yīng)用,(4)痕量分析,LIF是一種高靈敏度的檢測方法，廣泛應(yīng)用于原子與分子的痕量檢測,在激光激發(fā)下，原子所發(fā)出的熒光強度IF與入射光強度I0和單位體積中處于基態(tài)的原子數(shù)目N成正比： 在檢測中如保持入射光強度I0和單位體積中原子數(shù)目N不變，則可以通過熒光強度來確定樣品中被測元素的含量。,熒光量子產(chǎn)額,有效照射面積,吸收長度,摩爾消光系數(shù),5,應(yīng)用,(4)痕量分析,凡是能發(fā)射熒光的物質(zhì)都可以采用分子熒光法進行分析，例如許多無機物、有機物、生物和生化樣品(如維生素、氨基酸、蛋白質(zhì)、酶、藥物、荷爾蒙、農(nóng)藥、病原抗體等)。 對于許多含量很低的生化樣品，在