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“光谱分析仪:荧光光谱测量的多学科‘领航者’”

在专业检测设备领域,光谱法作为光学分析法的重要分支,基于电磁辐射与物质相互作用的原理,利用电磁辐射作为“探针”,深入探究物质的性质、含量和结构。当电磁辐射与物质相互作用时,物质内部会发生量子化的能级跃迁,通过测量辐射的波长和强度进行分析,常见的光谱法有发射光谱法、吸收光谱法、拉曼光谱法等。

分子荧光光谱法作为一种基于光致发光现象的分子发光分析方法,在化学、生物学、医学、材料科学等多学科领域展现出广泛的应用价值。当物质分子吸收紫外及可见光区的电磁辐射后,电子从基态跃迁至激发态,若激发态分子以电磁辐射形式释放能量回到基态,即为光致发光,其中荧光和磷光是最常见的现象。

荧光的产生过程为:分子吸收激发光(通常为紫外光)后,电子被激发到较高能级,随后迅速回到较低能级,释放出能量较低的光子,即荧光。大多数荧光应用中,产生的荧光能量仅为激发光能量的 3%。荧光能量低于激发光(波长更长),且为散射光,向各个方向出射,这种荧光波长比激发光波长更长的现象被称为斯托克斯位移。由于荧光波长与物质性质相关,通过分析荧光波长可了解物质性质。荧光光谱法的基本步骤包括样品激发、荧光产生与检测、荧光光谱记录与分析,在这一过程中,光谱分析仪发挥着关键作用。

国仪光子的光谱分析仪在多领域有着卓越的应用表现:

化学领域:荧光光谱法用于分析化合物的结构、浓度和纯度,尤其适合微量物质检测。通过选择合适的激发和发射波长,可减少背景干扰。国仪光子的部分光谱分析仪采用线阵 CCD 探测器,具备高量子效率、可编程增益放大和高速 16 位 AD 转换,拥有较大的动态范围,波段涵盖紫外 - 可见(200 - 850nm)或者可见 - 近红外(400 - 1100nm),还可定制,适用于光谱荧光检测等多种光谱测量。

生物学和医学领域:用于研究生物分子的结构和功能,如 DNA 和 RNA 分析,以及疾病诊断和药物 - 生物相互作用研究。在癌症研究中,可量化原位脑肿瘤模型中的固有荧光氧化还原比,辅助理解癌症发展和非侵入性地划定脑肿瘤边缘。国仪光子的部分光谱分析仪采用高灵敏度背照式 CCD,双闪耀光栅设计,测试灵敏度高,波长范围宽广,在紫外可见近红外都具有较高的量子效率,检测速度快,适用于 200 - 1100nm 光谱的检测应用,可用于恶性病的荧光诊断等荧光光谱的检测。

环境监测领域:可确定河流水中的 pH 值、电导率和溶解有机碳,以及对不同石油流体引起的石油群体进行原位监测。国仪光子的部分光谱分析仪具有较高的灵敏度与宽动态范围,探测范围扩展至 180 - 1100nm 超宽波段,能同时满足紫外到近红外的测量,可用于生化过程监控等环境相关检测。

食品分析领域:在食品分析等复杂样品处理中展现出高精度和快速诊断能力。

材料科学领域:用于研究纳米材料的结构表征,如单壁碳纳米管的激发 - 发射光谱分析。

矿物鉴定领域:可区分宝石的真伪和确定其等级。

国仪光子的光谱分析仪提供了多样化的测量方案:

荧光探头方案:通过光谱分析仪、光源、荧光探头搭配使用。光源通过中央纤芯束将激发光传输到样品端,样品受激发射荧光后,由探头边缘纤芯束收集并传输至光谱分析仪,最终在 PC 端输出荧光光谱,从而分析样品的分子结构和功能。利用该方案可对固体、液体或粉末状样品进行荧光光谱分析,获取其主要成分、浓度、纯度等参数。

比色皿方案:通常以液体样品为主,待测溶液被入射光激发后发出荧光,经由光纤收集并传输到光谱分析仪进行分析。为减少激发光对荧光信号的干扰,接收光路和激发光路通常相互垂直。该方案搭建简便灵活、操作简单且具备高性价比,是常规荧光光谱测量需求或实验教学的理想选择。

国仪光子的光谱分析仪具有显著优势:

小型化与便携性:体积小、重量轻,在荧光分析中可实现小型化和便携化,能在实验室、手术室甚至远程环境中使用,且易于集成,为荧光监测提供了极大的灵活性。

高灵敏度与选择性:由于荧光信号能量通常低于激发光,需要高灵敏度的光谱分析仪捕捉微弱信号。国仪光子的多款光谱分析仪具备高灵敏度特点,能够有效检测微弱的荧光信号。

实时分析与动态监测:可用于实时分析和动态监测,尤其适用于危险或恶劣环境,如高温高压、剧毒或易爆条件等。通过光纤传输信号,可实现远端探测和现场检测。

多学科交叉应用

不仅在科学研究中应用广泛,还在国防安全、药物安全与执法等领域发挥重要作用。这些领域的应用通常需要高精度和高灵敏度的检测设备,国仪光子的光谱分析仪产品丰富,不同型号各具优势,能够很好地满足各类高精度、高灵敏度的应用场景。

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