荧光光谱仪是一种用于测量物质在特定波长激发光照射下所发射荧光的强度、波长分布及寿命等特性的精密分析仪器。其基本原理是：当物质吸收高能光子（通常为紫外或可见光）后，电子跃迁至激发态，随后通过非辐射弛豫回到较低激发态，并以发射较低能量光子（即荧光）的形式返回基态。通过检测荧光信号，可对样品的成分、结构、浓度及微环境变化进行定性与定量分析。
该仪器具有灵敏度高（可达ppb甚至ppt级）、选择性好、非破坏性、样品用量少等优点，广泛应用于化学、生物医学、环境监测、材料科学、食品检测及药物研发等领域。
荧光光谱仪的组成部分详解：
一、激发系统
功能：提供特定波长的光以激发样品中的荧光物质。
组成部件：
光源
氙灯：常用连续光源，覆盖紫外到可见光区（200-1000 nm），适用于宽范围激发。
激光器：单色性好、强度高，适用于特定波长激发（如405 nm、532 nm）。
LED光源：寿命长、能耗低，适用于便携式或低成本仪器。
单色器（激发单色仪）
光栅或棱镜：将光源发出的复合光分离为单色光，通过旋转光栅或棱镜选择特定激发波长。
狭缝：控制进入单色器的光束宽度，影响波长分辨率。
滤光片（可选）
进一步过滤杂散光，提高激发光纯度，尤其适用于简单光谱分析。
二、样品室
功能：容纳待测样品，确保激发光有效照射样品并收集荧光。
组成部件：
样品池（比色皿）
材质：石英（紫外区）或玻璃（可见光区），需透明且化学惰性。
形状：方形或圆形，适用于液体、固体或粉末样品。
样品架
固定样品池，确保光路对准，部分仪器支持自动换样。
温控装置（可选）
精确控制样品温度（如±0.1℃），研究温度对荧光特性的影响。
三、发射系统
功能：收集样品发射的荧光，分离并选择特定波长进行检测。
组成部件：
收集光学元件
透镜或反射镜：聚焦荧光信号，减少光损失。
光纤（可选）：灵活传输荧光至检测器，适用于远程或复杂样品检测。
单色器（发射单色仪）
光栅或棱镜：将荧光分离为单色光，通过旋转选择检测波长。
狭缝：控制检测波长范围，影响光谱分辨率。
滤光片（可选）
进一步过滤激发光残余或杂散光，提高信噪比。
四、检测系统
功能：将荧光光信号转换为电信号并放大，供后续分析。
组成部件：
光电探测器
光电倍增管（PMT）：高灵敏度、低噪声，适用于弱荧光检测，但需高压供电。
电荷耦合器件（CCD）：可同时检测多波长荧光，适用于快速光谱扫描。
雪崩光电二极管（APD）：中等灵敏度，适用于便携式仪器。
放大器
放大探测器输出的微弱电信号，提高信噪比。
模数转换器（ADC）
将模拟电信号转换为数字信号，便于计算机处理。
五、数据处理与控制系统
功能：控制仪器运行、采集数据并进行分析处理。
组成部件：
计算机
运行专用软件，控制光源、单色器、探测器等部件协同工作。
控制软件
参数设置：激发波长、发射波长、扫描速度、积分时间等。
数据采集：实时记录荧光强度随波长或时间的变化。
光谱处理：基线校正、峰拟合、定量分析（如标准曲线法）。
输出设备
显示器、打印机或数据接口，用于显示或导出光谱图及分析结果。
六、辅助系统（可选）
稳压电源
为光源、探测器等提供稳定电压，减少电源波动对测量的影响。
制冷装置
降低探测器温度（如PMT需-20℃以下），减少热噪声，提高灵敏度。
自动进样器
实现多样品连续检测，提高分析效率。
校正模块
定期用标准物质（如罗丹明B）校准仪器波长和强度准确性。
微信扫一扫
访问手机端