荧光分光光度计 原理和结构综述 (荧光分光光度法)

原理

荧光分光光度计是一种用于扫描液相荧光标记物所发出的荧光光谱的光学仪器。其工作原理是:由高压汞灯或氙灯发出的紫外光和蓝紫光经滤光片照射到样品池中,激发样品中的荧光物质发出荧光,荧光经过滤过和反射后,被光电倍增管所接受,然后以图或数字的形式显示出来。

通过对这些参数的测定,不但可以做一般的定量分析,而且还可以推断分子在各种环境下的构象变化,从而阐明分子结构与功能之间的关系。

仪器结构

荧光分光光度计主要由以下部分组成:

  • 光源:为高压汞蒸汽灯或氙弧灯,然后能发射出强度较大的连续光谱,且在300NM-400NM范围内强度几乎相等,故较常用。
  • 激发单色器:置于光源和样品室之间的为激发单色器或第一单色器,筛选出特定的激发光谱。
  • 发射单色器:置于样品室和检测器之间的为发射单色器或第二单色器,常采用光栅为单色器。筛选出光谱。
  • 样品室:通常由石英池(液体样品用)或固体样品架(粉末或片状样品)组成。测量液体时,光源与检测器成直角安排,测量固体时,光源与检测器成锐角安排。
  • 检测器:一般用光电管或光电倍增管作检测器。可将光信号放大并转为电信号。

应用

荧光分光光度计广泛应用于以下领域:

  • 生物化学和分子生物学:研究蛋白质、核酸和酶的结构和功能。
  • 化学:研究有机化合物和无机化合物的性质和反应。
  • 材料科学:研究半导体、聚合物和复合材料的光学、电学和磁学性质。
  • 环境科学:监测环境污染物的浓度和性质。
  • 医学:诊断疾病和监测治疗效果。

优势

荧光分光光度计具有以下优势:

  • 灵敏度高:可检测极微量的样品。
  • 选择性好:可选择性地激发和检测特定的荧光物质。
  • 信息丰富:可提供包括激发光谱、发射光谱以及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等许多物理参数,从各种角度反映了分子的成键和结构情况。
  • 操作简便:现代荧光分光光度计大多采用计算机控制,操作简便,自动化程度高。

结论

荧光分光光度计是一种功能强大的仪器,广泛应用于科学研究、工业生产和医疗诊断等领域。其优异的灵敏度、选择性和信息丰富性使其成为研究分子结构、功能和相互作用的重要工具。

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