三维荧光光谱查看源代码讨论查看历史

原图链接来自中国污水chu工程网

三维荧光光谱则是由激发波长(y轴))一发射波长(x轴)一荧光强度(z轴)三维坐标所表征的矩阵光谱(Excitation—Emission—Matrix Spectra)，也叫总发光光谱 (Total luminescence Spectra)。通常的荧光光谱是荧光强度对发射波长扫描所得的平面图。很显然，三维荧光光谱技术不仅能够获得激发波长与发射波长，同时能够获取变化时的荧光强度信息。三维荧光光谱图一般有三维投影图和等高线荧光光谱图这两种表示方式。

定义

物质的荧光强度F与激发光的波长和所测量发射光的波长有关，将F的数据用矩阵形式表示，行和列对应不同的激发光波长和发射光波长，每个矩阵元分别为该激发光、发射光波长的荧光强度F，称之为激发—发射矩阵，简称EEM。描述荧光强度及同时随激发波长和发射波长变化的关系图谱即为三维荧光光谱。三维荧光光谱有两种表示形式。

获得方法

获取三维荧光光谱，最简单的办法是用一般的荧光分光光度计，分别测定各个不同激发波长下荧光发射光谱。例如，激发波长每增加或减少10nm即测绘一次发射光谱。然后利用所获得的一系列光谱数据，绘制三维投影图或等高线光谱图。这样的方法较麻烦，在缺少先进设备的情况下可采用。较一般的办法是应用微机控制的自动扫描记录荧光分光光度计，每次在保持一定的激发波长增量条件下，重复进行发射光谱扫描，并将所测取的荧光强度信号输入计算机进行数据处理和作图。更为先进的测取三维荧光光谱的方法是利用电视荧光计。它是由正交多色器、电视检测器和电子计算机接口等部件所组成，能自动获得三维荧光光谱图。

特点

1)用三维投影方式表示的荧光光谱图，比较直观，较容易从图上观察到荧光峰的位置和高度以及光谱的某些特性，但不易直接提供激发一发射波长对所相应的荧光发射强度的信息。

2)在固定激发波长和发射波长差的同步扫描中每一化合物都有一单一的荧光谱峰，而每一化合物的等高线图则被局限于一个长方形的方框之内，如果样品中含有四种荧光化合物则将有四个长方形框，但只能在不重叠的位置才可以对组份进检测。等高线荧光光谱图比较容易进行图形比较。

3)三维荧光光谱图，由于比二维的平面图多了一个坐标，所得的总荧光数据又比普通荧光谱多得多，故其具有高选择性，可用于多组份混合物的分析。

表示方式

三维荧光光谱图的表示方式有两种，即三维投影图和等高线荧光光谱图。

三维投影图 三维荧光光谱收集了试样的总荧光数据，它是一系列的荧光激发光谱和发射光谱的汇集。由计算机收集扫描数据，通常以发射波长作为x轴，激发波长作为y轴，荧光强度作为z轴而构成三维投影图．作图时y轴的激发波长可以由小到大，所得的为正面图，也可以由大到小，所得的为背面图。

人血浆在pH为7.40(磷酸盐缓冲溶液)水溶液中，于23℃温度下记录的总荧光三维投影正面图。此体系的最强荧光峰在紫外光区，而在可见光域的荧光强度则低的很多。

等高线光谱图 在计算机收集总荧光扫描数据之后，用计算机的某种程序或用三维自动绘图仪，以发射波长为x轴，激发波长为夕轴，把荧光强度相等的点用线连接来起，则在平面上形成等高线图，称为等高线荧光光谱图。

应用

1)用血液的等高线荧光光谱检查人体的健康情况。人类的血液由多种成份组成，但只有几种成份对总荧光有影响。当人体的情况出现问题时，总荧光的可见光谱部分就有相当显著的变化。在积累大量主要成份的荧光光谱数据的情况下，从血液的等高线荧光光谱图就可以对病情进行了解和诊断。

2)三维荧光光谱帮助解决刑事案件。三维荧光光谱对于两种汽油样品是否相同，较之气相一液相色谱具有更强的辨别能力，尤其是采用光谱相减法对刑事案件的确证确实大有帮助。例如，在一纵火案的现场获得了一些未尽燃烧的少量汽油样品，而从嫌疑犯处亦获得汽油样品。为确证案犯，可进行三维荧光光谱相减法加以分析判断。测定时，将两个样品分别溶于光谱纯的己烷中配成25ppm的分析试液，进行三维荧光光谱的测量，获得总荧光的数据。然后由计算机对这两个样品的三维荧光光谱进行相减，得出减余光谱。如果这两种样品是同一来源，则所得的减余光谱将是平坦的，任何一点的荧光强度都基本上等于零．如果这两种样品并非来自同一来源，则所得的减余光谱将不是平坦的，而有不少小“山包”。