荧光传感分析方法应用

⑴ 荧光技术的应用

荧光技术在生物化学及分子生物学研究中应用主要包括以下几个方面：
1、物质的定性：不同的荧光物质有不同的激发光谱和发射光谱，因此可用荧光进行物质的鉴别。与吸收光谱法相比，荧光法具有更高的选择性。
2、定量测定：利用在较低浓度下荧光强度与样品浓度成正比这一关系可以定量分析样品中荧光组分的含量，常用于测定氨基酸、蛋白质、核酸的含量。荧光定量测定的一个优点是灵敏度高，例如维生素B2的测定限量可达1毫微克/毫升，这一优点使测定时所需要样品量大大减少。
这种定量测定方法还可应用于酶催化的反应，只要反应前后有荧光强度的变化，就可用来测定酶的含量及酶反应的速率等。
3、研究生物大分子的物理化学特性及其分子的结构和构象：荧光的激发光谱、发射光谱、量子产率和荧光寿命等参数不仅和分子内荧光发色基团的本身结构有关，而且还强烈地依赖于发色团周围的环境，即对周围环境十分敏感。利用此特点可通过测定上述有关荧光参数的变化来研究荧光发色团所在部位的微环境的特征及其变化。在此研究中，除了利用生物大分子本身具有的荧光发色团（如色氨酸、酪氨酸、鸟苷酸等，此类荧光称为内源荧光）以外，可将一些特殊的荧光染料分子共价地结合或吸附在生物大分子的某一部位，通过测定该染料分子的荧光特性变化来研究生物大分子，这种染料分子被称为“荧光探针”，它们发出的荧光一般称为外源荧光。荧光探针的应用，大大地开拓了荧光技术在分子生物学中的应用范围。
4、利用荧光寿命、量子产率等参数可以研究生物大分子中的能量转移现象：通过该现象的研究，可以获得生物大分子内部的许多信息，如分子内两荧光基团D, A之间的临界距离可根据弗尔斯特公式来测定，弗尔斯特(Förster)公式如（6）式所示：
即是两荧光发色团之间的能量传递的速率KDA和它们之间的临界距离Ro的六次方成反比。式中的KDA、K、J等均可由荧光寿命、量子产率及荧光强度的测定来推算，从而可以得知两基团之间的距离。
以往人们常用荧光偏振做指标来研究生物大分子动力学。近年来人们趋于用荧光偏振随时间的衰减来研究这些问题。在这种方法中，激发光不是一连续的面偏振光，而是一偏振的光脉冲，因此测得的F∥和F是在两个不同方向上偏振的荧光随时间的衰减，它既和荧光寿命τ有关，又与分子在溶液中的运动有关，因此常表示为F∥（t）和 F⊥（t）。由它们可得一相当重要的物理量——各向异性参数A（t）。
由A（t）可推测生物大分子的形状、分子转动弛豫时间（即从一个定向的状态到一个无定向状态所要的时间），进而可以推知生物大分子的大小、分子在溶液中的转动角度和时间之间的函数关系。由这些结果可以研究分子之间的相互作用、分子间结合的紧密程度、蛋白质、核酸分子的解聚程度等等。
另外，荧光技术在免疫学中亦有广泛的应用。最重要的就是荧光抗体法。将某些荧光染料与血清抗体相结合，这种标记的抗体仍可专一地与相应抗原发生结合，形成的复合体具有荧光特性，从而可以确定抗原或抗体的存在及其含量。
5、在医疗诊断中的应用之DNA测序荧光染料： DNA序列的破译是新世纪基因工程研究的重要前提。近年来，DNA测序的新技术、新方法不断涌现，荧光染料标记DNA的基因芯片技术使其中最引人注目的。在荧光染料标记DNA测序技术中所用的荧光染料要求是：吸收光谱应在可见光区发射，光谱尽量靠近红光区，以避免DNA自身的蓝色荧光干扰；能发射足够强度的荧光；不影响DNA片段在电场中的泳动；染料本身无毒害。
目前用于DNA序列的荧光染料主要是咕吨类化合物、菁类化合物、1,8-萘酰亚胺类染料以及二吡咯烷硼二氟类染料，荧光多为黄、绿、红色，荧光量子产率较高。
6、荧光技术在医疗诊断中的应用之光动力治疗用色素： 将特定的光敏感材料注入体内，它富集在肿瘤组织内，在正常细胞组织被代谢排除体外。用适当的光激发，可以检测出癌症病处，再用特定波长的激光激发，产生能破坏肿瘤组织的自由基物质或引发氧分子转变为能杀灭癌细胞的单线态氧，达到治疗的目的。
光动力疗法是除手术、化疗和放射疗法之外的第四种治疗肿瘤的方法。它副作用小，不会引起外貌损伤。由于光动力疗法具有高度的选择性，破坏肿瘤组织目前临床使用的光敏化材料多为卟啉类化合物。由于光动力疗法的优异性能，目前已成为世界各国的研究热点。

⑵ 荧光分析法的特点

荧光分析是一种先进的分析方法，它比电子探针法、质谱法、光谱法、极谱法等都应用的较广泛和普及，这同荧光分析具有很多优点分不开的。荧光分析所用的设备较简单，如目测荧光仪和荧光光度计构造非常简单完全可以自己制造。比起质谱仪、极谱仪和电子探针仪来它在造价上要便宜很多倍，而且荧光分析的最大特点是：分析灵敏度高、选择性强和使用简便。同时具备这三大特点的仪器并不多 。 在紫外线照射下能直接发射荧光的化学元素并不很多，所以对一些元素进行荧光分析时大部分采用间接测定法，这就是用有机试剂与被测定的元素组成络合物。这些络合物在紫外线照射下能发射出不同波长的荧光素，然后由荧光强度测定出该元素的含量。由于有机荧光试剂的品种繁多，用荧光分析可测定的元素有六十多种 。
例如对铅的荧光分析：铅离子Pb与Cl离子组成铅氯络合物，该络合物在短波紫外光270毫微米激发下，它会发射出蓝色荧光，荧光峰值波长在480毫微米，根据荧光强度在标准工作曲线上测定出Pb的含量。该法能测定0.1~0.6微克铅/毫升。

⑶ 荧光分析的应用

在紫外线照射下能发生荧光的无机物很少，但许多元素与有机试剂所组成的络合物,在紫外线照射下会发生荧光,由其荧光强度和标准曲线可以测定该元素的含量。现在借助于有机试剂进行荧光分析的元素已达60余种。至于非金属元素（如氟、氯、溴、碘、硫等）或过渡金属元素（如铜、铁、钴、镍、汞等）则可用荧光猝灭法进行测定。
荧光分析法的灵敏度很高，一般为微克/升，较紫外-可见分光光度法高二、三个数量级，与原子吸收光谱法相近。如采用激光时间分辨荧光法，灵敏度还可大大提高。例如,测定海水中铀的检出限可达0.04微克/升，测定铕的检出限可达2皮克/升。 光离解反应常生成自由基，但自由基存在的时间很短,难于鉴定。随着激光荧光法的发展,建立起皮秒脉冲激光荧光法，可用于卤素芳族化合物的光离解反应的研究并用以鉴别所生成的自由基。在某一波长的皮秒激光脉冲的激发诱导下，卤素芳族化合物发生光离解反应，C-X键分裂而生成自由基,用较第一种激光脉冲延迟数十皮秒的另一波长的皮秒激光脉冲进行激发，并绘制荧光光谱，可以对这些自由基进行鉴定。

⑷ 荧光的应用领域

照明
荧光灯
常见的荧光灯就是一个例子。 灯管内部被抽成真空再注入少量的水银。灯管电极的放电使水银发出紫外波段的光。这些紫外光是不可见的，并且对人体有害。所以灯管内壁覆盖了一层称作磷（荧）光体的物质，它可以吸收那些紫外光并发出可见光。
可以发出白色光的发光二极管（LED）也是基于类似的原理。由半导体发出的光是蓝色的，这些蓝光可以激发附着在反射极上的磷（荧）光体，使它们发出橙色的荧光，两种颜色的光混合起来就近似地呈现出白光。
荧光笔
荧光笔有荧光剂，它遇到紫外线（太阳光、日光灯、水银灯比较多）时会产生荧光笔荧光效应，发出白光，从而使颜色看起来有刺眼的荧光感觉。 荧光笔的荧光跟我们手表、荧光棒的荧光原理不相同，荧光棒是内部发生放射性反应，产生的射线激发外周的荧光粉发光，因此它们在夜里没有任何紫外线的情况下都能发光。而荧光笔则一定有紫外线情况下才会发荧光，这一点你只要把荧光笔的笔迹靠近捕蚊灯、验钞机就可以看得非常清楚。
生化和医疗
荧光在生化和医药领域有着广泛的应用。人们可以通过化学反应把具有荧光性的化学基团粘到生物大分子上，然后通过观察示踪基团发出的荧光来灵敏地探测这些生物大分子。
采用荧光标记的链终止剂所得到的DNA测序图
用于对DNA进行自动测序的链末端终止法：在原初的方法中，需要对DNA的引物端进行荧光标记，以便在测序凝胶板上确定DNA色带的位置。在改进的方法中，对作为链终止剂的4种双脱氧核苷酸（ddTBP）分别进行荧光标记，电泳结束后不同长度的DNA分子彼此分开，经紫外线照射，4种被标记的双脱氧核苷酸发出不同波长的荧光。通过分析荧光的光谱便可以分辨出DNA的序列。DNA探测：溴化乙啶是一种荧光染料，当它在溶液中自由改变构型时，只能发出很弱的荧光；当它嵌入核酸双链的碱基对之间与DNA分子结合后，便可以发出很强的荧光。因此在凝胶电泳中，一般加入溴化乙啶对DNA染色。DNA微阵列（生物芯片）：需要对基因组探针进行荧光标记，最后通过荧光信号确定靶标序列。免疫学中的免疫荧光检查法：对抗体进行荧光标记，从而可以根据荧光的分布和形态确定抗原的部位和性质。流式细胞仪（又称荧光激活细胞分选器，FACS） ：对样本细胞进行荧光标记，再用激光束激发使之产生特定的荧光，然后用光学系统检测并将信号传输到计算机进行分析，从而得到细胞相应的各种特性。荧光技术还被应用于探测和分析DNA及蛋白质的分子结构，尤其是比较复杂的生物大分子。水母发光蛋白最早是从海洋生物水母（Aequorea victoria）中分离出来的。当它与Ca离子共存时，可以发出绿色的荧光。这一性质已经被应用于实时观察细胞内Ca离子的流动。水母发光蛋白的发现推动了人们进一步研究海洋水母并发现了绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein，GFP）。绿色荧光蛋白的多肽链中含有特殊的生色团结构，无需外加辅助因子或进行任何特殊处理，便可以在紫外线的照射下发出稳定的绿色荧光，作为生物分子或基因探针具有很大的优越性，所以绿色荧光蛋白及相关蛋白已经成为生物化学和细胞生物学研究的重要工具。萤光显微成像技术：全内反射荧光显微镜很多生物分子具有内禀的荧光性，不需要外加其他化学基团就可以发出荧光。有时侯这种内禀的荧光性会随着环境的改变而改变，从而可以利用这种对环境变化敏感的荧光性来探测分子的分布和性质。例如胆红素与血清白蛋白的一个特殊位点结合时，可以发出很强的荧光。又如当血红细胞中缺少铁或者含有铅时，会产生出锌原卟啉而不是正常的血红素（血红蛋白）；锌原卟啉具有很强的荧光性，可以用来帮助检测病因。
宝石、矿物
宝石，矿物，纤维以及其他一些可以作为犯罪取证的材料可以在紫外线或者X射线的照射下发出不同性质的荧光。
红宝石、翡翠、钻石可以在短波长的紫外线下发出红色的荧光，绿宝石、黄晶（黄玉）、珍珠也可以在紫外线下发出荧光。钻石还可以在X射线下发出磷光。
概念区分
由光照（通常是紫外线或X射线）激发所引起的发光称为光致发光，例如荧光和磷光；由化学反应所引起的发光称为冷光，演唱会上用的荧光棒是通过两种化学液体混合后发生化学反应发光的；由阴极射线（高能电子束流）所引起的发光称为阴极射线发光，电视机显现管的荧光屏发光就是阴极射线发光；生物体的冷发光现象是生物发光，比如萤火虫发出的光，是“萤光”，“萤”字在古汉语中与“荧”字通假，部分华文地区，“萤”字与昆虫有关。荧光在台湾多称萤光；在中国大陆多称荧光，而“萤光”则通常是指萤火虫发出的光。
仪器
测荧光一定要有仪器。通常用来检测物质所含荧光量的仪器我们称之为荧光分光光度计。
荧光分析仪的基本结构：激发光源、激发单色器、样品室、发射单色器及检测系统。

⑸ X射线荧光光谱分析的应用

X射线荧光分析法用于物质成分分析，检出限一般可达3-10～10-6克/克(g/g)，对许多元素可测到10-7～10-9g/g，用质子激发时 ，检出可达10-12g/g；强度测量的再现性好；便于进行无损分析；分析速度快；应用范围广，分析范围包括原子序数Z≥3的所有元素。除用于物质成分分析外，还可用于原子的基本性质如氧化数、离子电荷、电负性和化学键等的研究。

⑹ 荧光分析在半导体材料领域有什么应用

半导体材料的早期应用：半导体的第一个应用就是利用它的整流效应作为检波器，就是点接触二极管（也俗称猫胡子检波器，即将一个金属探针接触在一块半导体上以检测电磁波）。除了检波器之外，在早期，半导体还用来做整流器、光伏电池、红外探测器等，半导体的四个效应都用到了。从1907年到1927年，美国的物理学家研制成功晶体整流器、硒整流器和氧化亚铜整流器。1931年，兰治和伯格曼研制成功硒光伏电池。1932年，德国先后研制成功硫化铅、硒化铅和碲化铅等半导体红外探测器，在二战中用于侦测飞机和舰船。二战时盟军在半导体方面的研究也取得了很大成效，英国就利用红外探测器多次侦测到了德国的飞机。

今天，半导体已广泛地用于家电、通讯、工业制造、航空、航天等领域。1994年，电子工业的世界市场份额为6910亿美元，1998年增加到9358亿美元。而其中由于美国经济的衰退，导致了半导体市场的下滑，即由1995年的1500多亿美元，下降到1998年的1300多亿美元。经过几年的徘徊，目前半导体市场已有所回升。

制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

⑺ 荧光检测传感器在生活中的应用

你好~荧光检测传感器可以检测白色容器上的标签、检测轴承上有无油脂，检测荧光润滑剂，检测荧光防伪标签等等。

⑻ 荧光型光纤温度传感器

荧光光纤测温探头华光天锐光纤测温具有电绝缘性好、抗电磁干扰、抗化学腐蚀、无污染等许多其它测温传感探头所无法比拟的优点，使得荧光传感探头不但在生物、医学等诸多领域应用，在电力工业也有着广泛的应用前景，它主要用于:电气设备高压仪器温度测量，发电机诊断系统及变压器绕组间的温度测量，高压断路器触头温度测量，高压电缆接头温度测量等。

1、10kV变压器温控仪采用SR-G华光荧光光纤温度传感器，温度传感器应装置在低压线圈内侧，靠近铁芯。探头的直径不大于3mm，宜将温度传感器深入线圈10厘米处。测温范围满足-30~150℃，测温精度满足+1℃(满量程+1%），显示分辨率满足0.1℃。温度传感器需与变压器本体一同进行工频耐压、短时电流、局放等试验。

2、断路器静触头或连接点须设置采用荧光光纤测温，通道数量不低于6个，分别设置每台开关柜断路器上下静触头的根部或母排连接处、电缆连接处﹐探头采用荧光光纤探头，探头的直径不大于3mm。

3、荧光光纤温度传感器为全介质，不受EMI干扰，探头的直径不大于3mm,测温误差不大于土1℃（满量程：±1%），工频耐压不低于120kV，温度传感器需与开关柜设备一同进行工频耐压、短时电流、局放等试验。

4、开关柜需装设弧光保护系统，故障保护时7ms内可输出跳闸信号。断路器和母线室做到精准保护，减少故障时影响范围。

5、总进线柜需装设电能品质记录仪，可连续记录不低于90天的电能参数，包含频率误差、电压（误差、突降、中断、不平衡、过电压、快速变化、闪烁强度)、2~63次谐波值、谐波电压畸变率。计量精度为0.2S级，带通讯接口，可回放记录数据及趋势波形。

⑼ 为什么荧光分析法比紫外可见法具有更高的灵敏度和选择性

因为荧光或磷光分析法是在入射光的直角方向测定荧光强度，即在黑背景下进行检测，因此可以通过入射光强度，或者增大荧光或者磷光信号的放大倍数来提高灵敏度。

荧光分析法激发态分子经历一个碰撞及发射的去激发过程所发生的能反映出该物质特性的荧光，可以进行定性或定量分析的方法。由于有些物质本身不发射荧光（或荧光很弱），这就需要把不发射荧光的物质转化成能发射荧光的物质。

例如用某些试剂（如荧光染料），使其与不发射荧光的物质生成络合物，各种络合物能发射荧光，再进行测定。因此荧光试剂的使用，对一些原来不发荧光的无机物质和有机物质进行荧光分析打开了大门，扩展了分析的范围。

(9)荧光传感分析方法应用扩展阅读

有机化合物的荧光分析应用很广泛，能测定的有机物质有数百种之多，如酶和辅酶的荧光分析，农药和毒药的荧光分析，氨基酸和蛋白质的荧光分析，核酸的荧光分析。

这些构成了荧光分析技术的主要内容。许多有机化合物在紫外线的照射下，所发荧光并不强或不发荧光，因此必须使用某些有机试剂，以便生成的产物在紫外线照射下能发射强的荧光。例如脂肪族有机化合物就是用间接方法测定的。

在紫外线照射下能直接发射荧光的化学元素并不很多，所以对一些元素进行荧光分析时大部分采用间接测定法，这就是用有机试剂与被测定的元素组成络合物。这些络合物在紫外线照射下能发射出不同波长的荧光素，然后由荧光强度测定出该元素的含量。由于有机荧光试剂的品种繁多，用荧光分析可测定的元素有六十多种 。

例如对铅的荧光分析：铅离子Pb与Cl离子组成铅氯络合物，该络合物在短波紫外光270毫微米激发下，它会发射出蓝色荧光，荧光峰值波长在480毫微米，根据荧光强度在标准工作曲线上测定出Pb的含量。