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多功能紫外分析儀的原理及其應用

2016-5-20　閱讀(3413)

    多功能紫外分析儀是熒光技術的應用，熒光技術是什么呢？　首先了解一下什么是熒光，熒光又作“螢光”，是指一種光致發光的冷發光現象。當某種常溫物質經某種波長的入射光（通常是紫外線或X射線）照射，吸收光能后進入激發態，并且立即退激發并發出比入射光的的波長長的出射光（通常波長在可見光波段）；而且一旦停止入射光，發光現象也隨之立即消失。具有這種性質的出射光就被稱之為熒光。　知道了什么是熒光，顧名思義就能想到什么是熒光技術。熒光技術是某些物質受一定波長的光激發后，在極短時間內（10-8秒）會發射出波長大于激發波長的光，這種光稱為熒光。這一發光現象在各方面的應用及有關的方法稱為熒光技術（fluorescent technique）。

    物質經過紫外線照射后發出熒光的現象可分為兩種情況，*種是自發熒光，如葉綠素、血紅素等經紫外線照射后，能發出紅色的熒光，稱為自發熒光；第二種是誘發熒光，即物體經熒光染料染色后再通過紫外線照射發出熒光，稱為誘發熒光。

    熒光技術在生物化學及分子生物學研究中應用主要包括以下幾個方面：
    1、物質的定性：不同的熒光物質有不同的激發光譜和發射光譜，因此可用熒光進行物質的鑒別。與吸收光譜法相比，熒光法具有更高的選擇性。
    2、定量測定：利用在較低濃度下熒光強度與樣品濃度成正比這一關系可以定量分析樣品中熒光組分的含量，常用于測定氨基酸、蛋白質、核酸的含量。熒光定量測定的一個優點是靈敏度高，例如維生素B2的測定*可達1毫微克/毫升，這一優點使測定時所需要樣品量大大減少。　這種定量測定方法還可應用于酶催化的反應，只要反應前后有熒光強度的變化，就可用來測定酶的含量及酶反應的速率等。
    3、研究生物大分子的物理化學特性及其分子的結構和構象：熒光的激發光譜、發射光譜、量子產率和熒光壽命等參數不僅和分子內熒光發色基團的本身結構有關，而且還強烈地依賴于發色團周圍的環境，即對周圍環境十分敏感。利用此特點可通過測定上述有關熒光參數的變化來研究熒光發色團所在部位的微環境的特征及其變化。在此研究中，除了利用生物大分子本身具有的熒光發色團（如色氨酸、酪氨酸、鳥苷酸等，此類熒光稱為內源熒光）以外，可將一些特殊的熒光染料分子共價地結合或吸附在生物大分子的某一部位，通過測定該染料分子的熒光特性變化來研究生物大分子，這種染料分子被稱為“熒光探針”，它們發出的熒光一般稱為外源熒光。熒光探針的應用，大大地開拓了熒光技術在分子生物學中的應用范圍。
    4、利用熒光壽命、量子產率等參數可以研究生物大分子中的能量轉移現象：通過該現象的研究，可以獲得生物大分子內部的許多信息。
    以往人們常用熒光偏振做指標來研究生物大分子動力學。人們趨于用熒光偏振隨時間的衰減來研究這些問題。在這種方法中，激發光不是一連續的面偏振光，而是一偏振的光脈沖，因此測得的F∥和F是在兩個不同方向上偏振的熒光隨時間的衰減，它既和熒光壽命τ有關，又與分子在溶液中的運動有關，因此常表示為F∥（t）和F⊥（t）。由它們可得一相當重要的物理量——各向異性參數A（t）。由A（t）可推測生物大分子的形狀、分子轉動弛豫時間（即從一個定向的狀態到一個無定向狀態所要的時間），進而可以推知生物大分子的大小、分子在溶液中的轉動角度和時間之間的函數關系。由這些結果可以研究分子之間的相互作用、分子間結合的緊密程度、蛋白質、核酸分子的解聚程度等等。
    另外，熒光技術在免疫學中亦有廣泛的應用。zui重要的就是熒光抗體法。將某些熒光染料與血清抗體相結合，這種標記的抗體仍可專一地與相應抗原發生結合，形成的復合體具有熒光特性，從而可以確定抗原或抗體的存在及其含量。
    利用熒光技術設計的多功能紫外分析儀主要是物質的定性方面的應用，包括：
    ⑴在科學實驗工作中檢測，許多主要物質如蛋白質、核苷酸等。
    ⑵在藥物生產和研究中，可用來檢查激素生物堿，維生素等各種能；產生熒光藥品質量，特別適宜作薄層分析和紙層分析斑點和檢測。
    ⑶在染料涂料橡膠、石油等化學行業中，測定各種熒光材料，熒光指示劑及添加劑，鑒別不同種類的原油和橡膠制品。
    ⑷紡織化學纖維中可測定不同種類的原材料。如羊毛，真絲人造纖維，棉花，合成纖維，并可檢查成品質量。
    ⑸在糧油，蔬菜，食品部門，可用于檢查毒素(如黃曲霉素等)，食品添加劑，變質的蔬菜、水果、可可豆、巧克力、脂肪、蜂蜜、糖蛋等的質量。
    ⑹在地質、考古等部門，可起到發現各種礦物質，判別文物化石的真偽。
    ⑺在*部門可檢查指紋、測定密寫字跡等。

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