荧光淬灭法测量水中溶解氧

                                                                                         —— Presens公司制造光纤传感器的领驭者。

         溶解氧（Dissolved Oxygen）是指溶解于水中分子状态的氧，即水中的O2，用DO表示。溶解氧是水生生物生存*的条件。溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体渗入；另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化，一般说来，温度越高，溶解的盐分越大，水中的溶解氧越低；气压越高，水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亚硝酸根、亚铁离子等还原性物质所消耗外，也被水中微生物的呼吸作用以及水中有机物质被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以说溶解氧是水体的资本，是水体自净能力的表示。天然水中溶解氧近于饱和值（9ppm），藻类繁殖旺盛时，溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低，对于水产养殖业来说，水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响，当溶解氧低于4mg/L时，就会引起鱼类窒息死亡，对于人类来说，健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧（DO）消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时，溶解氧的含量可趋近于0，此时厌氧菌得以繁殖，使水体恶化，所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染，特别是有机物污染的程度，它是水体污染程度的重要指标，也是衡量水质的综合指标。因此，水体溶解氧含量的测量，对于环境监测具有重要意义。

         荧光猝灭法的测定是基于氧分子对荧光物质的猝灭效应原理，根据样品溶液所发生的荧光的强度来测定试样溶液中荧光物质的含量。测量原理图: 

传感器上的荧光物质吸收了从蓝色LED发出的光—进入激活状态——发出荧光。分子通过碰撞，转换能量。传感器上的荧光物质与氧气分子发生碰撞产生荧光淬灭，多于的能量将会以一种非非辐射的方式传输，来削减荧光信号能量。荧光淬灭的程度与三维空间的氧气压力相关，通过衰减时间测量内部氧气。通过利用光纤传感器来实现光信号的传输，由于光纤传感器具有体积小、重量轻、电绝缘性好、无电火花、安全、抗电磁干扰、灵敏度高、便于利用现有光通信技术组成遥测网络等优点，对传统的传感器起到扩展、提高的作用，在很多情况下能完成传统的传感器很难甚至不能完成的任务，因此非常适合于荧光的传输与检测。德国Presens公司以雷根斯堡大学为技术依托,自1980年开始进行微型光化学传感器研究.目前该公司已成为上*的集研发、制造和销售化学光纤传感器及其配套电子产品的专业公司。公司利用DLR荧光分析技术，研发生产了测量氧气/溶解氧/pH/CO2的光纤传感器。其特点是：探头纤小精细，直径<50um；测量过程中不消耗气体；测量精度高达1ppb。适用于动植物活体检测、环境检测、工业应用、科学研究等多个领域。

        实验证明，荧光淬灭法克服了碘量法和电流测定法的不足，具有很好的光化学稳定性、重现性，无延迟，精度高，寿命长。其测量范围一般为1ppb-45ppm，响应时间≤1s。德国Presnes公司的光纤传感器为国内市场检测溶解氧/氧气/pH/CO2开拓了新的仪器领域，为更多的研究人员和监测人员提供了便捷和的测量工具。

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