| 单词 | 激光诱导荧光光谱分析 |
| 释义 | 【激光诱导荧光光谱分析】 拼译：laser induced fworimctry 激光光源和微弱信号探测技术在荧光光谱分析中的应用，使激光诱导荧光光谱达到光谱分析的灵敏度极限一单原子和单分子检测。激光诱导荧光光谱分析在生命科学、环境科学等领域中扮演着极其重要的角色，已经吸收众多科学家探索这一迷人的前沿领域，并取得重要进展。 荧光可分为分子荧光和原子荧光，有关荧光现象的观察可以追溯至16世纪。1575年西班牙马拉德斯(N．Manardes)在对一种“Lignum Nephriticum”的木头切片溶液的观察后，首次记录了分子荧光现象。1852年斯托克斯(G．G．Stokes)阐明分子荧光发射的机制，并提出将分子荧光作为分析手段。此后，人们对分子荧光现象和分子荧光分析开展了大量的研究。1968年罗宾逊(J．W．Robinson)等用二氧化碳激光器研究气态有机化合物的红外荧光光谱，开始了激光诱导分子荧光光谱分析的研究，由此而引起分析化学家们的极大兴趣和广泛研究。早在20世纪初，物理学家就开始了对原子荧光的研究，但直至60年代才取得较快发展。1962年阿尔克梅德(C．T．J．Alkemade)采用原子荧光法求得Na 589．0nm线的量子产率。威恩福特纳(J．D．Winefordner)等人在1964年首次研究了原子荧光的可能性，并建立了第1台原子荧光光谱分析实验装置。1971年，威恩福特纳、梅姆斯特塔(H．V．Malmstadt)和库尔(J．Kuhl)等几乎同时开始将激光作为原子荧光激发源的研究。目前激光已成为原子荧光光谱分析的理想光源，但研究深度和广度不及分子荧光光谱分析。各种类型的气体、固体、半导体、准分子和染料激光器已在激光诱导荧光光谱分析研究中广泛采用，Boxcar取样积分器、光学多道探测器和时间相干单光子计数等检测技术在提高激光诱导荧光光谱分析灵敏度、选择性和实现多波长同时检测等方面发挥着重要作用；并已研制和生产出多种激光诱导荧光光谱分析仪器和装置。由于脉冲激光器具有脉宽窄和能量高等优良特性，加之激光可聚焦成很小光斑，取少至零点几微升样品即可测定，使其成为生物样品分析的有力工具。激光诱导荧光光谱分析不仅在氨基酸、蛋白质、核酸、胆色素、DNA碱基序列、代谢产物、细菌病原体和酶的测定中发挥着重要作用；而且根据生物的激光诱导荧光信号特征与品种经济属性的关系，为优良品种的选择提供依据。70年代发展起来的流式细胞计使染色细胞在稳定液体流动中恒速通过激光束的椭圆集斑区，所产生的激光诱导荧光信号和散射信号与细胞体积、DNA和RNA的含量有关，可提供细胞的基本信息，从而了解生物物质内在的本质变化。在肝细胞倍体及混合细胞群中各亚群细胞DNA含量测定，癌细胞动力学研究和化疗癌病患者治疗监测等方面均已获得应用。激光的高能量使分子的双光子或多光子吸收与荧光现象的观察成为可能，为研究分子特性和提高荧光分析选择性开辟了新途径。1984年多维奇(N．J．Dovichi)等将激光诱导荧光光谱用于流动液体中罗丹明6G的检测，其检测限可达到单分子。激光诱导荧光光谱在稀土配合物的发光机理和分析应用研究中十分活跃。胡继明等人对稀土与10余种配体形成的二元和三元配合物分子的激光诱导荧光特性进行了系统的研究，首次观察到某些β－二酮分子在表面活性剂胶束溶液中的室温磷光发射；提出了稀土配合物荧光发射的能量传递模型，并导出速率方程、定态解和配体三重态向稀土离子激发态进行有效能量传递的三条件。推导出新的荧光强度公式，用于描述激光能量、配体浓度与配合物荧光强度的关系。单个激光脉冲产生荧光的工作曲线则定下限可达pg／mL，如采用脉冲光子计数器作检测装置，检出限可达fg／mL。不用分离，直接用于高纯稀土氧化物等样品痕量稀土杂质的测定。激光低温光谱的基础是1952年原苏联什波尔斯基(E．V．Shpol′skii)发现的Shpol′skii效应，即分子的吸收光谱和荧光光谱低温窄化，由峰状光谱变为线状光谱的效应。1972年波塞诺夫(R．I．Personov)等首次将激光引入低温荧光光谱研究。由于致癌化合物一多环芳烃(PAH)痕量检测的需要，分析化学家对激光低温光谱进行了许多卓有成效的研究。激光低温光谱可分为冷却溶液光谱，基质隔离光谱，荧光窄线光谱和超声喷射光谱，它们被称为分子光谱的指纹识别法，已用于PAH的同分异构体及代谢产物的测定和探讨PAH的致癌机理。一般说来，这些方法对所用溶剂有严格要求，加之需冷却到77K或更低温度，使其应用范围受到一定限制。时间分辨荧光光谱是依据待测组份的荧光衰减特性的差异进行选择测定的一为方法，即可消除瑞利和拉曼散射的干扰，也可根据荧光寿命差异对荧光光谱重叠组份进行测定。随着激光器件的进展，时间分辩的下限已达10－15s。稀土配合物的激光诱导时间分辨荧光光谱受到分析化学工作者的重视。1982年小川祯一朗(T．Ogawa)等采用氮分子激光器和脉冲门光子计数器，首次实现了铕和钐的激光诱导时间分辩荧光光谱测定。陈观铨等对激光诱导时间分辩荧光光谱分析技术进行了研究，首次提出时间分辨窗口技术用于长寿命组份存在下短寿命组份的测定，并将导数技术、三维光谱技术和卡尔曼滤波技术用于时间分辨荧光光谱，实现了多组份同时测定。他们还将协同发光体系用作激光诱导时间分辨荧光免疫法的增强溶液，进一步提高了荧光免疫分析的灵敏度。激光诱导荧光光谱与色谱，电泳和流动注射分析联用，使其兼有色谱、电泳分离的高选择性，流动注射分析的高速度和激光诱导荧光光谱的高灵敏度。如结合光学多道探测器的使用，可实现光谱的快速扫描，使其提供的信息量大幅度增加，目前正朝仪器化和计算机化方向发展，激光诱导荧光光谱用于遥感检测和病变组织的早期诊断也取得了可喜的进展。用于痕量元素测定的激光诱导原子荧光光谱法有共振荧光和非共振荧光两种，其中非共振荧光的研究较为活跃，威恩福特纳等人做了大量系统的研究，可以测定的元素已达60余种，大多数元素的检出限为ng／ml，某些元素的检出限在pg／ml以下。1978年盖尔布瓦克斯(J．A．Gelbwachs)等人将激光饱和激发与非共振荧光检测相结合，提出了一种单原子检测的饱和光学非共振荧光光谱法，已用于钠原子的测定。激光诱导原子荧光光谱法用于超纯水，高温超导材料和生物组织等样品中痕量元素的测定，获得了满意的结果。激光诱导荧光光谱分析在解决许多现代分析测试问题中表现出特有的魅力，进一步的工作将集中在推进激光诱导荧光光谱分析与其它分析技术的联用研究以及开发调制光谱技术和光谱处理技术(如付里叶变换光谱、阿达玛变换光谱、时间分辨光谱、多维光谱、导数光谱)等在激光诱导荧光光谱分析中的应用。激光诱导荧光光谱仪器化的研究不仅将促进对激光诱导荧光光谱分析基础研究，而且将会大大扩宽它的应用范围。激光诱导时间分辨荧光免疫法的研究仍要进一步深化和开发。【参考文献】：1 Pinkel D．Anal Chem，1982，54(3)503A～519A2 Dsilva A P，Fassel V A．Anal Chem，1984，56∶(8)985A～1000A3 王文韵．应用化学，1988，5(3)∶1～84 Omenetto N．Spetrochim Acta，1989，44B(2)∶131～1465 胡继明，等．分析化学，1992，20(3)∶356～362(武汉大学胡继明教授撰；曾云鹗审) |
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