激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)

PlanarLaserInducedFluorescence平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)目錄PLIF的介紹1PLIF的原理2PLIF的檢測(cè)系統(tǒng)3PLIF的應(yīng)用及展望4平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)PLIF介紹激光〔LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，縮寫(xiě)為laser〕是指窄幅頻率的光輻射線(xiàn)，通過(guò)受激輻射放大和必要的反響共振，產(chǎn)生準(zhǔn)直、單色、相干的光束的過(guò)程及儀器。激光是20世紀(jì)以來(lái)，繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體后，人類(lèi)的又一重大創(chuàng)造，被稱(chēng)為“最快的刀〞、“最準(zhǔn)的尺〞、“最亮的光〞。它的亮度約為太陽(yáng)光的100億倍。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)PLIF介紹熒光：當(dāng)某種常溫物質(zhì)經(jīng)某種波長(zhǎng)的入射光〔通常是紫外線(xiàn)或X射線(xiàn)〕照射，吸收光能后進(jìn)入激發(fā)態(tài)，并且立即退激發(fā)并發(fā)出出射光〔通常波長(zhǎng)比入射光的的波長(zhǎng)長(zhǎng)，在可見(jiàn)光波段〕；而且一旦停止入射光，發(fā)光現(xiàn)象也隨之立即消失。具有這種性質(zhì)的出射光就被稱(chēng)之為熒光。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)可見(jiàn)光波長(zhǎng)的紅綠藍(lán)激光(635nm,532nm,445nm)長(zhǎng)頸瓶中不同尺寸的硒化鎘(CdSe)量子點(diǎn)在紫外線(xiàn)的照射下發(fā)出熒光平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)PLIF介紹PLIF〔PlanarLaserInducedFluorescence〕即所謂的“平面激光誘導(dǎo)熒光〞。所有應(yīng)用片狀光源照明，對(duì)被測(cè)對(duì)象所發(fā)出的由這種片狀光源所激發(fā)〔誘導(dǎo)〕的熒光信號(hào)進(jìn)行探測(cè)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)都可以稱(chēng)作PLIF。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)PLIF原理激光誘導(dǎo)熒光光譜利用一束脈沖激光將特定分子〔或離子〕由電子基態(tài)激發(fā)至激發(fā)態(tài)，稍后測(cè)量分子由電子激發(fā)態(tài)馳豫放出的光子，掃描激發(fā)激光的波長(zhǎng)使它通過(guò)分子的吸收譜帶，就可以把熒光強(qiáng)度描繪成激發(fā)激光波長(zhǎng)的函數(shù)，得到激發(fā)光譜〔Excitedspectroscopy〕。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)PLIF原理熒光光譜的作用從熒光的分布，可以探測(cè)樣品粒子的種類(lèi)；從熒光的強(qiáng)弱，可得知粒子的濃度以及溫度；利用其空間分辨性還可以測(cè)量粒子的空間濃度/溫度分布。與普通的熒光光譜技術(shù)相比，具有更高的靈敏度、信噪比和光譜分辨率等優(yōu)點(diǎn)，而且測(cè)量樣品時(shí)無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，便于在線(xiàn)分析。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)PLIF檢測(cè)原理圖平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)PLIF優(yōu)點(diǎn)高空間分辨：可到達(dá)微米量級(jí)。快速時(shí)間響應(yīng)：時(shí)間分辨最高可達(dá)納秒量級(jí)，可對(duì)自由基等瞬態(tài)物質(zhì)壽命進(jìn)行檢測(cè)。高靈敏度：探測(cè)下限最高可達(dá)106個(gè)粒子/cm3。干擾?。和ㄟ^(guò)激光激發(fā)，而不涉及接觸式的探針等器件，對(duì)等離子體，燃燒等干擾相對(duì)較小。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)LIF檢測(cè)系統(tǒng)LIF檢測(cè)系統(tǒng)主要包括激光器、檢測(cè)光路、光電探測(cè)器、信號(hào)處理模塊。目前常用的激光器是氣體激光器，該類(lèi)激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)于這些激光器的發(fā)射波長(zhǎng)，有很多商品化的熒光探針。激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器為正交型，即入射光、流動(dòng)池和熒光檢測(cè)三者相互垂直。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)OpticalconfigurationofZetalif2000LIFD

(Picometrics,France)平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)LIF分類(lèi)TextTextTextTextTextText測(cè)量目的測(cè)量物質(zhì)液體LIF氣體LIF燃燒LIF測(cè)量手段示蹤LIF產(chǎn)物分析LIF濃度測(cè)量溫度測(cè)量LIF分類(lèi)平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)舉例：示蹤平面LIF技術(shù)采用YAG激光器的倍頻532nm激光作為激發(fā)源。由于自然界中只有某些特殊的高分子有機(jī)染料分子可以被532nm激光激發(fā)而發(fā)出熒光，人們就用這種有機(jī)染料分子作為示蹤物質(zhì)參加到所要研究的流場(chǎng)中，觀察并測(cè)量熒光信號(hào)的性質(zhì)。液體混合中的高分辨激光誘導(dǎo)熒光成像測(cè)量平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)激光光源來(lái)照明流場(chǎng)，流場(chǎng)中的熒光示蹤劑會(huì)吸收激光能量并輻射出更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。在圖像采集系統(tǒng)〔如PIV相機(jī)〕的鏡頭前放置截止濾光片，就可以得到熒光的強(qiáng)度信息。而熒光的強(qiáng)度是與激光能量及示蹤劑濃度/溫度相關(guān)的函數(shù)，因此我們可以由該函數(shù)計(jì)算得到定量濃度/溫度信息。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)研究LIF主要課題組平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)LIFD主要生產(chǎn)廠家PicometricsBeckmanABIUnimicro用于高效液相色譜、毛細(xì)管電泳、微流動(dòng)分析系統(tǒng)等領(lǐng)域；光源為固態(tài)二極管激光器用于毛細(xì)管電泳；光源為氣體激光器用于毛細(xì)管電泳、微流控系統(tǒng)；光源為氣體激光器光源為固體激光器；具有極佳的靈敏度和超強(qiáng)的穩(wěn)定性能平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)ZETALIFofPicometrics以固態(tài)二極管激光器為激發(fā)光源，其光路系統(tǒng)采用共線(xiàn)型設(shè)計(jì)，所生產(chǎn)LIFD的激發(fā)波長(zhǎng)范圍300～900nm，可用于高效液相色譜、毛細(xì)管電泳、微流動(dòng)分析系統(tǒng)等別離領(lǐng)域。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)激光誘導(dǎo)熒光(LIF)檢測(cè)作為目前靈敏度最高的檢測(cè)技術(shù)，在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。激光光束的高會(huì)聚性使其非常適合于微區(qū)檢測(cè)，LIF成為微型化儀器和電泳芯片中應(yīng)用最普遍的檢測(cè)手段。另外，許多能發(fā)自然熒光環(huán)境樣品和生物樣品，通過(guò)衍生技術(shù)進(jìn)行熒光檢測(cè)，因而LIF成為檢測(cè)的首選技術(shù)。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)LIF應(yīng)用及展望LIF應(yīng)用生物其他醫(yī)學(xué)環(huán)境毛細(xì)血管電泳檢測(cè)診斷病變（肺癌、皮膚癌等）檢測(cè)大氣、水體污染檢測(cè)火焰、流場(chǎng)等平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)毛細(xì)管電泳-激光誘導(dǎo)熒光偏振分析裝置與DNA纏繞檢測(cè)

人常暴露于可造成DNA損傷的環(huán)境中，如紫外光、多環(huán)芳烴、重金屬元素。如果損傷未能得到適當(dāng)?shù)男迯?fù)，可引起基因突變，有可能進(jìn)一步引發(fā)癌癥或造成細(xì)胞死亡。DNA有自我修復(fù)功能，保護(hù)我們的細(xì)胞防止突變。利用熒光偏振特性，揭示DNA修復(fù)機(jī)器可識(shí)別多種不同化學(xué)結(jié)構(gòu)DNA損傷的機(jī)制。

平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)水體污染的激光誘導(dǎo)熒光非接觸監(jiān)測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)在紫外光的激發(fā)下，污染水體中的溶解有機(jī)物(DOM)會(huì)產(chǎn)生特定的熒光光譜，因此利用激光誘導(dǎo)熒光(LIF)可對(duì)水體中的溶解有機(jī)物的含量進(jìn)行定量分析，從而可估計(jì)出水體富營(yíng)養(yǎng)化的程度。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)PLIF平面激光誘導(dǎo)熒光火焰燃燒檢測(cè)系統(tǒng)〔PlanarLaserInducedFluorescenceFlameAnalyzer〕提供信息-燃料激光誘導(dǎo)熒光(LIF)成像,空氣-燃料混合-火焰前鋒可視化成像-火焰自由基分布(OH,NO,CH...)-火焰結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性-火焰和碳煙的溫度-碳煙濃度和初級(jí)粒徑平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)LIF應(yīng)用及展望1.氣體激光器發(fā)射波長(zhǎng)單一、價(jià)格昂貴、維護(hù)費(fèi)高和壽命短等缺點(diǎn)限制了LIF系統(tǒng)的推廣普及。2.固態(tài)二極管激光器用于LIF，可以提高檢測(cè)生物基質(zhì)中超低量溶質(zhì)的能力，同時(shí)可以保證源于生物基質(zhì)的背景干預(yù)最小。3.LIF在生物工程中的應(yīng)用已經(jīng)取得了豐碩成果，并有一局部成果轉(zhuǎn)化為商品，隨著激光、探測(cè)及電子等關(guān)鍵技術(shù)水平的不斷提高，LIF將在生物分析的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)參考文獻(xiàn)[1]激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器的研制與性能評(píng)價(jià)[M].北京.[2]關(guān)小偉,劉晶儒.利用平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)測(cè)量燃燒場(chǎng)內(nèi)NO的濃度分布[J].強(qiáng)激光與粒子束,1999,11(5):560—564.[3]梁錫輝,區(qū)偉能.激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)技術(shù)[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展,2023,25(48).[4]臧競(jìng)存,鄒玉林.激光誘導(dǎo)熒光光譜法檢測(cè)高純激光晶體中的痕量稀土雜質(zhì)[J].分析儀器,2023,3(25).[5]楊仁杰,尚麗平.激光誘導(dǎo)熒光快速直接檢測(cè)土壤中多環(huán)芳烴污染物的可行性研究[J].光譜學(xué)與光譜分析2023,8(31):2148