使用ThermoFisher Lumina荧光分光光度计

简介

PAHs（多环芳香烃）是指具有芳香环的碳氢化合物。该物质为已知致癌物质的诱变剂，以及煤、气体、木材和汽车材料等有机物不*燃烧时的副产品。即使很小剂量的PAHs也会对身体造成严重伤害，因此我们必须对PAHs进行分析，即使是微量的PAHs也应如此。荧光分光光度计具有比吸收光谱仪更高的灵敏度，所以常被用于检测和分析微量物质。

荧光分光光度计通常用于在固定激发波长（EX）下扫描发射波长（EM）。由于混合物中含有多个荧光基团，每种荧光基团的荧光特性各不相同（吸收、发射波长各不相同）且难于区分，所以这种测量方法通常只用于检测单一的微量荧光基团。当固定EX波长与荧光成分的激发波长相距较远时，荧光物质就不能接收到能量，从而无法产生荧光。

使用荧光分光光度计的同步扫描和3D扫描功能，可以对混合物中的单一组分进行定性和定量分析。3D扫描功能可对EM和EX波长范围进行设置，从而对整个区域进行测量。该方法拥有良好的分辨率和灵敏度，但是测量需要花较长的时间。而同步扫描是很难看到整个区域的图谱，但优点在于测量时间较短。

图 1：发射扫描 (a) 和同步扫描 (b) 的比较

也就是说，在同步扫描中，若Deltaλ设置为10nm，则两个波长始终保持 10nm 的间隔同时进行移动。例

如，EM波长和Ex波长分别为390nm和400nm，EM波长和Ex波长分别为440nm和450nm。当采用同步扫描测量时，具有不同荧光特性的混合物其吸收曲线也会随着不同特征波长分布而发生变化，从而检测所有可能含有的荧光基团。通过使用Luminous 的WaveScan软件，该PAHs 混合物可被分离为芴、蒽、二萘嵌苯，使用同步扫描功能可绘制出用于定量分析的校准曲线。

试剂和仪器

1.Lumina荧光分光光度计

2.芴、蒽、二萘嵌苯

3.己烷

4.荧光比色皿

图2：芴、蒽和二萘嵌苯的结构

实验步骤

1.用己烷将芴、蒽和二萘嵌苯分别溶解到500ppb ( g/l)的浓度。然后将三种物质混合形成PAHs 混合物。

2.在波长扫描软件中对每个样品进行激发、发射波长进行测量。

3.为了将混合样品的3D光谱与采用同步扫描模式得到的各成分的光谱进行比较，3D扫描的测试参数应该与同步扫描保持一致。

4.为了得到校准曲线，我们用己烷将三种混合样品中分别稀释为200ppb、100ppb和50ppb。

5.zui后，使用同步扫描模式进行测量并绘制校准曲线。

图3：同步扫描的参数设置

图4：3D 扫描的参数设置

实验结果

单一成分的PAHs荧光特性和吸收光谱如图5所示。在发射扫描模式下对PAHs 混合物进行测量，如图 6 所示，在相近的激发波长下只有部分物质可被识别。

图5：芴（a）、蒽（b）、二萘嵌苯（c）的荧光光谱

图6：将单一物质的荧光光谱（虚线）与PAHs混合溶液的荧光光谱（实线）进行比较

随后，我们将3D扫描模式和同步扫描模式下得到的混合物检测数据进行了比较。通过改变不同的Delta_λ值

（2、15、30nm ），以确认Deltaλ对同步扫描效果的影响（图7）。通过比对，本实验中Deltaλ设置为2nm时效果*。采用Deltaλ为2nm得到的光谱，每一个组分都可以被清晰的分离出来，并且保持较强的荧光强度，如图7所示。同时随着Deltaλ数值增加，荧光强度下降并且分离能力下降。

图 7：Deltaλ分别为2nm (a), 15nm (b), 30nm (c)的同步扫描光谱比对对激发、发射波长范250nm 到550nm的所有点进行3D扫描，结果如图8所示。光谱的黄色区域分别是芴、蒽和二萘嵌苯。然而，相较于同步描，3D扫描分离并不直观且需要耗费同步扫描300倍的测量时间，同时某个组分的荧光强度可能远高于其他组分的荧光强度。

图 8：PAHs物质的 3D 扫描光

zui后，我们对50ppb-500ppb的微量 PAHs进行同步扫描测试，并根据测得数据绘制了各组分的校准曲线。从图9（a）中可以看出各组分被有效分离，并可对超低浓度的样品进行检测。zui低浓度50ppb的标准曲线如图9（b）所示，校准曲线线性良好。un:'yes';font-family:'Times New Roman';" > 一个组分都可以被清晰的分离出来，并且保持较强的荧光强度，如图7所示。同时随着Deltaλ数值增加，荧光强度下降并且分离能力下降。

图9：不同浓度的PAHs 混合物同步扫描光谱(a)和标准曲线 (b)

实验结论

本实验中，使用了Thermo Fisher Lumina荧光分光光度计波长扫描软件中的同步扫描功能，对PAHs混合物进行分析并绘制了用于定量分析的校准曲线。ew Roman';" > 一个组分都可以被清晰的分离出来，并且保持较强的荧光强度，如图7所示。同时随着Deltaλ数值增加，荧光强度下降并且分离能力下降。