荧光光谱分析仪.pptx

1、荧光光谱分析仪,分析测试中心陈仕云,分子荧光光谱仪,A,原子荧光光谱仪,B,第一节 荧光光谱分析仪,一、概述,荧光：某些物质吸收光能量后，可发射波长与 激发光波长相同或不同的光，当激发光源停止 照射试样时，再发射过程立即停止，这种再发 射的光称为荧光（fluorescence）。荧光包括 分子荧光和原子荧光。荧光分析法：通过测定物质分子产生的荧光强 度进行物质的定性与定量分析的方法。荧光光谱仪：采用荧光分析法来测量的仪器。,一、概述,荧光产生机制 物质的分子吸收了照射光的 能量后，处于基态最低能级的分子被激发到 电子激发态的各个振动能级。被激发的分子 与周围的分子碰撞，并把部分能量以热能的 形

2、式传给周围的分子，自己降落到单线第二 电子激发态的最低振动能级。然后，由此最 低振动能级向基态的各个振动能级跃迁，同 时以发光的形式释放出其能量。这种光即为 荧光。,一、概述,振动弛豫内转换猝灭系间跨越 s单重态T多重态1,2激发波长;荧光3磷光分子去活化过程及荧光产生示意图,一、概述,荧光分析的特点优点：灵敏度高（可达1012g数量级）；选择性强，有利于分析复杂的多组分混合物；用样量少、特异性好、操作简便。缺点：对温度、pH值等因素变化比较敏感；应用范围较窄，只能用来测量发荧光的物质，或与某些试剂作用后发荧光的物质。,（一）激发光谱和荧光光谱,任何发射荧光的物质都具有两个特征光谱，即激发光谱

3、（excitation spectrum）和荧光光 谱(fluorescence spectrum)。激发光谱和荧光光谱是荧光分析中定性和定量 的基础。,激发光谱：连续改变激发光波长，固定荧光发 射波长，测定不同波长的激发光照射下，物质 溶液发射的荧光强度的变化。以激发光波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作 图，即可得到荧光物质的激发光谱。从激发光谱图上可找到 发生荧光强度最强的 激发波长ex。,荧光光谱：用ex作激发光源，并固定强度，测 定不同波长的荧光强度。以荧光波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图，便得荧光光谱。荧光强度最强的波长为em。荧光物质的ex和em 是鉴定物质的依据，也 是定量测定中

4、所选用的 最灵敏的波长。,（二）物质的分子结构和荧光的关系,强荧光物质的分子结构特征：具有大的共轭-双键结构，共轭体系越大，越容易产生荧光；具有刚性平面结构；具有最低的单线电子激发态，S1为-型；若取代基团为给电子取代基，荧光强度增加。,三、荧光光谱仪的原理与分类,荧光光谱仪的工作原理在激发光的频率、强度以及液层厚度不变 的情况下，荧光物质所发射的荧光强度与溶 液的浓度成正比。因此，可以通过测定荧光 强度来求出该物质的含量。荧光分析法所测量的是待测物质所发射的 荧光强弱，属于发射光谱分析，荧光光度计 和荧光分光光度计属于发射光谱仪器。,三、荧光光谱仪的原理与分类,荧光光谱仪分类荧光光度计（fl

5、uorophotometer）：采用滤光片 做单色器，结构较简单，功能也较差。荧光分光光度计（fluorospectrophotometer）：采用棱镜或光栅为色散元件，结构较复杂，功能 较强，但价格远远高于荧光光度计。,三、荧光光谱仪的原理与分类,FP-6500荧光分光光度计,三、荧光光谱仪的原理与分类,Jasco FP8500 荧光光谱仪,三、荧光光谱仪的原理与分类,ARL 9800 系列 X射线荧光光谱仪,三、荧光光谱仪的原理与分类,荧光光谱仪的主要结构激光光源：单色器：样品池：检测器：记录显示系统：,光源,激发单色器吸收池,检测放大系统,荧光光度计结构示意图,0.208,发射单色器,荧

6、光分光光度计光路图,PF8500 荧光光谱仪的性能指标主要包括：,灵敏度:800:1波长范围:Ex:200-850nm Em:200-850nm波长精度:0.3nm 分辨率:1nm光谱带通:0.3nm 信噪比,灵敏度灵敏度是指能被仪器检出的最低信号，或某一标准荧光物质稀溶液在选定波长的激发光照射下能检出 的最低浓度，是仪器最重要的性能指标之一。多数荧光光谱仪的灵敏度较高，可达10-10g10-12g 水平，有利于检测体液中的微量物质。,波长范围,波长范围指荧光光谱仪的有效工作波段，包括激发 通道波长范围、投射通道波长范围和荧光通道波长 范围。波长范围越大，应用范围越广。一般荧光分光光度计都采用

7、氙灯作光源，光栅为单 色器分光元件，其有效工作波段在200nm1000nm 范围之内。,波长精度,指其波长计数器的指示值与真实光波长的数值相符 的程度。特定的激发波长和发射波长是定性分析和定量测定 的基础，因此波长精度也是荧光光谱仪的核心指标 之一。目前荧光分光光度计的波长精度误差在（0.2nm2nm）范围之内。,分辨率指荧光仪器对靠近的峰尖分开的能力，它与波长精度有密切关系，决定着对混合物成分分析特异性的 好坏。常用仪器的分辨率在0.2nm5nm之间，主要由光栅 的每毫米刻线数决定。,光谱带通,指仪器主机狭缝宽窄程度的指数。以一定狭缝几何密度对应的光谱半宽度来直接表示 光谱纯度。光谱纯度直接

8、影响仪器的分辨率、灵敏度以及背景 干扰。目前的荧光分光光度计的光谱带通在0.15nm20nm 之间，一般都采用连续可调方式。,信噪比与响应速度,用空白样品测得的峰值叫做噪声峰值，待测样品测 得的峰值和噪声峰值之比就叫做信噪比。信噪比越高，检测结果的准确性也越高。仪器的响应速度是指电路样品通道对光电信号反映 的快慢。响应速度关系到波长扫描速度的选择、光 谱峰的尖锐程度以及随机噪声的大小。,PF8500 荧光光谱仪的操作,PF8500 荧光光谱仪的操作,PF8500 荧光光谱仪的操作,PF8500 荧光光谱仪的操作,开机：插上电源插头，打开仪器power，再打开电 脑。双击桌面“SpectraMa

9、nger”，打开测试软件，双 击Spectra Measurement。点击Search Maximun 进行 Ex、Em 的最大波长扫 描（最大波长扫描时 Ex、Em 灯打开）。,PF8500 荧光光谱仪的操作,单击“Measure”菜单中“Paramenters”，进行 参数设置，测量Em：固定Ex，起始波长与Ex相差 10-20nm波长，终止波长不作要求；测量Ex：固定 Em，终止波长小于Em，起始波长不作要求；参数设 置好后点ok，设置完毕。关闭“Ex”、“Em”，点击“auto zero”进行调 零。,PF8500 荧光光谱仪的操作,打开“Ex、Em”，点“S”进行样品测试。点击“F

10、ile”菜单中“Export”保存“txt”文件。关机：先关测试软件和电脑，再关仪器。,荧光光谱仪的使用与维护,严格按照仪器规定的操作步骤进行操作。电源：电压、电流、电源的稳定须符合仪器规定。光源：需预热20min，灯及其窗口要保持清洁。单色器：应注意防潮、防尘、防污和防机械损伤。光电倍增管：加高压时切不可受外来光线直接照射。样品池：使用时应同一个方向插放，不能经常磨擦。,荧光光谱仪的使用与维护,放入样品后注意关闭样品仓盖，避免入射光露出样 品仓。样品检测完毕后，需要对样品进行专门的回收处理，不得随意倒入水池中，避免污染环境，造成对自己 和他人健康的危害。,荧光光谱仪的故障排除,仪器出现故障，

11、必须请专门人员进行检修。安全防护：操作者不能直视光源，以免紫外线损 伤眼睛。遇到突发事件，要先关仪器，再关电闸。,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,七、荧光光谱仪的临床应用,第二节 原子光谱分析仪,一、概 述,原子光谱分析仪的特点优点：分析速度快、操作简便、选择性好、灵敏度高、测定范围广、试剂用量少等，可 同时测定多种元素，不必进行复杂的分离处 理。缺点：对温度、pH值等因素变化比较敏感；应用范围

12、较窄，只能用来测量发荧光的物质，或与某些试剂作用后发荧光的物质。,一、概 述,原子光谱分析仪的分类原子光谱 分析仪器,原子吸 收光 谱仪,原子发 射光 谱仪,原子荧 光光 谱仪,二、原子荧光光谱仪,原子荧光光谱分析法（AFS）：利用原子荧光谱线的波长和强度进行物 质的定性与定量分析的方法。在一定实验条件下，被测元素的浓度与荧光 强度成正比，据此可对物质进行定量分析。特点：设备简单、灵敏度高、光谱干扰少，工作曲线线性范围宽，可以进行多元素测定，应用广泛。,原子荧光光谱仪分类色散型原子荧光光谱仪非色散型原子荧光光谱仪两类仪器的结构基本相似，差别在于非色 散型仪器不用单色器。,二、原子荧光光谱仪,色

13、散型原子荧光光谱仪结构特点辐射光源：激发产生原子荧光；单色器：选择荧光谱线，排除其他光的干扰；原子化器：将被测元素转化为原子蒸气；检测器：检测光信号并转换为电信号，常用光电 倍增管；显示和记录装置：显示和记录测量结果，包括了 电表、数字表、记录仪等。,二、原子荧光光谱仪,二、原子荧光光谱仪,AF-610D环保型原子荧光光谱仪,二、原子荧光光谱仪,AF-630环保型原子荧光光谱仪,我国最新推出的AF-630环保型原子荧光 光谱仪是世界上第一台三通道环保型原子荧光 光谱仪，实现了世界首创的“高效除汞技术”，有效解决了汞污染。,二、原子荧光光谱仪,荧光光谱仪的性能指标：,检测灵敏度 特征浓度 分辨率

14、基线稳定度 波长精度 测量精度,检测灵敏度,检测灵敏度是指在一定浓度时，测量值的变量（dA）与相应的待测元素浓度的变量（dC）之比，即s=dA/dC。就是校准工作曲线的斜率，表明吸光度对 浓度的变化率，可以理解为单位被测元素浓度变化 量引起的吸光度变化量。变化率越大，灵敏度越高。,特征浓度,指产生1吸收或0.0044吸光度时所对应的被测元 素的浓度或质量。特征浓度S值越小，表示分析灵敏度越高。特征浓度还不能用来表征某仪器对某元素能被检出 所需要的最小浓度，但它可以用于估算较适宜的浓 度测量范围及取样量。,检出限指在选定的实验条件下，被测元素溶液能给出的测量信号3倍于标准偏差时所对应的浓度（mg

15、/L）或质 量(mg或g)，反映仪器对某元素在一定条件下的检出 能力。既反映仪器的质量和稳定性，也反映仪器对某元素 在一定条件下的检出能力范围越大，应用范围越广。检出限越低，说明仪器性能越好，对元素的检出能 力越强。,原子光谱分析仪的使用,开 机,参数设置,严格按照仪器规定的操作步骤进行操作：打开主机、PC 电源，进入 WINDOWS 界面，启动工作站，联机，,仪器初始化自检结束后，即可开始工作,进入菜单，选择测定的元素灯，设置实验所需的参数,调节使燃烧头和光路平行并位于光路正下方,按测量的方式(火焰或石墨炉)不同选择实验测量的条件和步骤,根据实验所得结果进行分析，获得相关的信息，产生报告,光路调整,样品测定,结果分析,关 机,退出工作站，关掉PC 和主机电源、气体主阀、空压机、风机,原子光谱分析仪的常见故障,开机故障或没有吸收；灵敏度低；精密度差；表针回零不好；基线不稳，噪音过大。出现故障，必须请专门人员进行检修。,原子光谱分析仪在临床检验中的应用血浆（或血清）中钠、钾离子火焰光度法测定血清锌的原子吸收法测定石墨炉原子吸收光谱法测定血铅石墨炉原子吸收光谱法测定血中镉含量砷元素测定,原子光谱分析仪的新进展全谱直读功能智能化、小型化、实用化、低分析成本,全谱直读等离子体发射光谱仪,便携式光谱仪,谢谢！,