荧光光谱技术被认为是一种全面而灵活的技术，可以用来研究和表征独特的材料。

荧光光谱在生命科学中经常被用作检查细胞和了解细胞内发生过程的一种手段。用于荧光光谱的仪器的不断突破性发展，以及新的荧光材料的不断可用性，意味着该技术的能力和范围将继续增长。

爱丁堡仪器公司的应用和产品专家Maria Tesa介绍了荧光光谱技术背后的科学、这项技术的创新应用以及爱丁堡仪器公司提供的先进仪器。

荧光光谱的基本原理是什么?与传统分析技术相比，荧光光谱技术有什么优势?

荧光光谱是一种可以测定样品光致发光的技术，即样品在光子激发时产生的光。分子在吸收辐射时被激发到上电子态。当分子随后衰变回到基态时，它释放出一个特定能量的光子。光强作为其发射波长(发射光谱)的函数或作为其激发波长(激发光谱)的函数，提供了关于样品的浓度和性质的信息。

荧光光谱优于吸收光谱等其他技术，因为荧光是一种无背景的技术，因此即使是低水平的分析物浓度也可以检测到。荧光光谱还具有更强的选择性，因为它允许用户通过改变发射和激发波长来轻松区分被分析物。在荧光光谱仪的情况下，这些激发和发射波长由单色仪在探测器前和光源后选择。

一些荧光光谱仪具有先进的特性，这使得测定时间分辨发光成为可能。鉴于荧光寿命依赖于所研究的分子及其化学环境，这就提供了广泛的潜在应用。

荧光光谱可以用来分析什么样品?

荧光光谱可用于研究任何类型的样品，无论其状态如何，这意味着它可用于研究溶液、晶体、粉末、薄膜等。唯一的限制是被研究的样品必须是发光的。荧光光谱的一些应用实例包括用于生物成像的荧光染料的研究，包括高级研究和常规分析，以及纳米材料的识别。

为了开发新的荧光粉、激光增益介质或led，必须对这些产品的发光特性进行充分表征。因此，该领域的研究人员专门使用荧光光谱仪。最重要的是，发光纳米材料的光谱学在过去几年有了快速的发展，加上这一事实，对配置为纳米管和量子点研究的仪器的需求不断增长。

荧光光谱技术是如何应用于近红外激光器的生产的?强大的>

市场上对近红外激光器的需求越来越大，对增益介质发射的完整表征是发展这些激光器的第一步。

这可以使用高分辨率荧光光谱仪来完成，如FLS1000。该系统可配置高达5.5 μm的模拟探测器，或单光子探测高达1650 nm，因此适合这些类型的分析。

荧光染料和荧光光谱是如何应用于生命科学的?在这些应用中使用高分辨率光谱仪的优势是什么?

荧光染料是生物科学领域的基本工具。染料的发光性质取决于其所处的化学环境，因此被用来研究生物介质中发生的变化。

Förster共振能量转移(FRET)的基础是染料的荧光寿命测量。FRET是一种流行的技术，被用来描述发生在生物分子之间的相互作用。通常，荧光染料的发射在几纳秒内衰减，因此需要精确和快速的电子检测来表征这种发射。FLS1000是一种高端荧光光谱仪，使用时间相关的单光子计数(TCSPC)来提供所需的时间分辨率。

回到生物成像应用，可以通过化学修饰染料来定位特定的分子，这些染料可以用来成像这些分子在活细胞中的位置。这可以通过将荧光光谱仪连接到显微镜来实现，因此像FLS1000这样复杂的模块化仪器通常是一个优势。

荧光光谱是如何应用于纳米材料分析的?荧光光谱可以识别纳米管的哪些特征?

荧光光谱是表征碳纳米管(CNTs)结构的一个很好的工具。半导体单壁纳米管的峰值发射和激发波长均在近红外(NIR)范围内，且与其手性和直径有关。

将荧光强度作为激发波长和发射波长的函数得到，就会生成激发-发射图，从而揭示混合物中存在的不同类型的纳米管及其相对丰度。荧光光谱法快速简便，通常用于检测碳纳米管分散物的纯度。

如何利用纳米管的荧光特性在不同的应用中使用?

正如我们之前提到的，纳米管的主要应用之一是在生物成像领域。然而，使用常规荧光染料的生物成像的一个主要缺点是可见光被生物组织吸收，而生物组织本身可能是荧光的，因此自动荧光将大大影响可见染料的检测极限。然而，使用CNTs作为探针可以防止这个问题，因为它们的发射是在近红外中，在近红外中不存在这种背景。鉴于这一原因，纳米管越来越多地用于体外和体内成像。

纳米管的近红外荧光还有一个特点，它的发射行为会根据纳米管所处的环境发生变化。当纳米管与其他分子相互作用时，它会引起带隙的变化，从而改变荧光光谱。这种特性可以被用来制造基于纳米材料的化学传感器。这些传感器是根据暴露于特定化学品后发射强度或近红外荧光光谱的变化而设计的。

荧光光谱能用于分析其他纳米材料吗?

荧光光谱技术可用于研究任何发光纳米材料。纳米粒子和量子点的光致发光性质在很大程度上取决于它们的电学性质和尺寸，因此可以利用荧光光谱对这些材料进行表征。

例如，荧光光谱可以通过荧光寿命研究帮助解释新分子的电子结构，或者可以显示量子点混合物中的粒子大小分布。

FLS1000荧光光谱仪如何用于纳米材料分析?

众所周知，许多纳米材料的发射光谱很弱，因此需要高灵敏度的光谱仪来检测。FLS1000光谱仪具有极好的灵敏度:它甚至可以检测到从样品中发射出的单个光子，达到检测的量子极限。

另一个需要考虑的方面是，广泛的纳米材料研究正在薄膜和其他类似的样品上进行，这些样品高度散射，因此激发光会干扰被测光谱。在这种情况下，将需要使用具有最佳杂散光抑制性能的光谱仪，如FLS1000。

FLS1000光谱仪的一个关键特点是，它可以很容易地配置，以满足终端用户的要求。根据其具体应用，用户可能对纳米材料的稳态荧光、时间分辨量子或荧光产率感兴趣。此外，配置所有这些测量仪器也很容易。也可以安装不同类型的探测器，例如，如果样品在该区域发光，就可以安装近红外探测器。

简而言之，该仪器的模块化结构提供了在未来几天探索不同途径的灵活性，这在纳米科学等材料尚未深入研究的突破性领域是至关重要的。

纳米材料生产的进步如何影响荧光细胞成像?

有许多标准的有机染料不是相对光稳定的，它们在测量样品时也容易降解和失去强度。某些材料，如纳米颗粒，非常稳定，这使它们具有优势。

另一个好处是有许多纳米材料在近红外中强烈发射，这在生物成像应用的情况下是至关重要的。鉴于目前可获得的光稳定的NIR发光有机染料不多，纳米材料的可用性引发了人们对近红外荧光显微镜的极大兴趣。

FLS1000荧光光谱仪的什么特点使它在生命科学成像中有用?

FLS1000光谱仪提供了一个光纤发射样品支架，可以通过液体光导或光纤轻松耦合到显微镜。这使得用户可以进行宽场激发，并通过显微镜上集成的CCD相机查看样品的大面积。

发射光导还可以与仪器的发射单色仪耦合，进行单光子检测。点激发也可以用脉冲激光进行，显微镜台可以很容易地扫描。该选项与TCSPC电子产品一起使用户能够进行荧光寿命成像显微镜(FLIM)实验。

与其他商业化的荧光显微镜系统相比，FLS1000光谱仪的一个主要优势是，它可以很容易地配置不同光谱区域的多个探测器，而且切换探测器也很容易，因为它只需要在软件中单击一次。因此，同样的仪器可以用来研究可见的以及发射nir的染料。

在您看来，FLS1000在任何荧光光谱应用中都是一个很好的选择?

FLS1000光谱仪的主要特点是其出色的灵活性:例如，它可以配置为适合任何类型的实验，通过选择单色仪，源，探测器和样品夹．

低温恒温器，平板阅读器和显微镜是先进的配件，可以轻松集成;甚至第三方激光器也可以集成。由于这种灵活性，可以很容易地进行升级。所有这些特点使FLS1000成为各种高级荧光研究的首选仪器，无论是在物理学、生物学、化学还是材料科学。

---

更多关于爱丁堡乐器的知识

---