相位熒光簡介

1、相位熒光技術(shù)簡介 1852 George Gabriel Stokes renamed the phenomenon “fluorescence” resulted from absorption of light followed by emission 1926 Accurate fluorescence lifetime measurements were first achieved by Enrique Gaviola Time-resolved fluorescence spectroscopy has become an indispensable tool in the stu

2、dy of fast kinetic processes in the subpicosecond to microsecond time scale.1. Background 測量瞬態(tài)過程需要用持續(xù)時間遠小于被測過程特征時間的脈沖激發(fā)源，相移法是利用相位變化測量熒光壽命，不同于脈沖法，它要求的儀器相對簡單。激發(fā)源常采用正弦調(diào)制的光源，頻率和調(diào)制度在一定范圍內(nèi)可調(diào)。樣品被激發(fā)后發(fā)出的熒光也是調(diào)制光，不過相位和調(diào)制度相對于激發(fā)光都有了變化。測量這些變化，就可以解析出熒光壽命1. Background1：LED and driver；2：Sample；3：Spectrometer；4：Photo

3、multiplier tube；5：Digital oscilloscope；6：ComputerExperimental Setup實驗裝置主要包括光源、熒光信號探測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)。LED是經(jīng)過正弦調(diào)制的光源；光譜儀、光電倍增管及其電源組成了熒光信號探測系統(tǒng)；檢測器和計算機構(gòu)成數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)。2.實驗裝置對于單分子發(fā)光過程，用一個短脈沖光(t)激發(fā)樣品后，發(fā)光強度隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減一般，如果一個線性系統(tǒng)在(t)激發(fā)下的響應(yīng)為K(t)，那么，系統(tǒng)對任意形式的均勻弱激發(fā)e(t)的響應(yīng)F(t)可以表示為設(shè)激發(fā)光是正弦調(diào)制的穩(wěn)態(tài)下它的發(fā)光強度正比于調(diào)制度tan熒光壽命3.熒光壽命的測定R

4、elative phase shift and modulation of the excitation and emission light in frequency domain fluorescence spectroscopy.參數(shù)A表示直流分量，B，為調(diào)制波的振幅，f是調(diào)制波的頻率，t0代表初始相位激發(fā)光經(jīng)過正弦調(diào)制后在檢測器上顯示的波形可通過如下方程擬合得到左圖右側(cè)虛線代表實測的熒光強度隨時間的變化。由前所述，通過特定正弦調(diào)制后的激發(fā)光激發(fā)下得到熒光強度方程可用下式表示，進而可擬合得到熒光壽命3.熒光壽命的測定對于多組分或單一組分擁有多個熒光中心的樣品，發(fā)光總強度計算如下Pj， j

5、分別為熒光體系的第J個指數(shù)分量的幅度以及衰減時間,角頻率fk的簡諧波由調(diào)制的激發(fā)源激發(fā)，其變化范圍可達1-160MHz（1984年）由每個頻率fk ，可得到兩個含有2N個未知數(shù)的方程。改變頻率，進行M次測量，就可以通過擬合得到Pj， j 3.熒光壽命的測定對于一個給定的波長，當(dāng)D= 時，光強積分有最大值(in phase)當(dāng)D= 900該組分的發(fā)射被抑制,稱為null phase angle中間范圍內(nèi)的積分值介于兩者之間將F(t)*P(t)積分，得到下式4.多組分樣品的測量Phase-resolved fluorescence spectroscopy (PRFS)For a multicom

6、ponent, heterogeneous system of j independent emitters,the phase-resolved intensities are additive4.1 Direct nulling方法用于選擇性去除某一物種的光譜，需要已知該物質(zhì)或相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的光譜對于未知樣品，需要調(diào)整檢測器的相角，0-360度，以消除特定組分的光譜，進而可用于檢測多重組分的穩(wěn)態(tài)光譜但direct nulling方法需調(diào)節(jié)檢測器費時費力，且無法有效區(qū)分熒光壽命十分接近的樣品其他使用PRFS來解決多組分樣品的方法還有：Indirect NullingSimultaneous equation method等幾種PRFS方法檢測POPOP 和dimethylPOPOP的誤差比較4.1 其他方法Reference1. ANALYTICAL CKMISTFIY, VOL. 56. NO. 13, NOVEMBER 19842. ANALYTICAL CHEMI