荧光光谱仪应用之808激发荧光检测

在光学分析仪器的大家族中，荧光光谱仪凭借其独特的检测原理和广泛的应用领域，成为科研、工业检测、医疗诊断等诸多场景下的得力助手。而其中，以 808nm 作为激发波长的荧光光谱仪 LIFS808，正以其鲜明的特性崭露头角。

一、测量原理

808nm荧光光谱仪，是利用波长为808nm的激光作为激发光源。808nm波长处于近红外区域，当它照射到样品上时，样品中的荧光物质吸收808nm光子能量被激发，随后发射出波长更长的荧光。 LIFS808 内部的光谱仪通过光栅、滤光片等色散单元，将发射出的荧光按波长分散，再由探测器进行检测，从而得到反映样品荧光特性的光谱图。

二、技术优势

2.1 808nm激发光技术优势

➣ 生物组织穿透能力强：808nm 激光为近红外光，生物组织对其吸收弱，能深入组织内部。在生物医学成像里，可穿透皮肤等浅层组织，激发出体内深层的荧光信号，实现无损深层成像。

➣ 低自发荧光干扰：相比短波长激发光，808nm 激光激发时，生物样品自发荧光弱。因生物组织自发荧光多处于可见光区，808nm 激光激发的样品自身背景荧光干扰小，提升目标荧光信号灵敏度与信噪比，利于准确定量分析。

➣ 适合多种荧光探针和材料：许多荧光探针和纳米材料在 808nm 波长有有效吸收带。如稀土上转换纳米材料、量子点等，能吸收 808nm 激光能量并转化为荧光发射，为科研和应用提供丰富选择，可用于多靶点生物医学检测及发光器件制造。

➣ 安全性相对较高：808nm 激光能量低，合理功率下对人和样品损伤风险低，适用于光损伤敏感样品，如生物活细胞、脆弱组织切片等，利于长期荧光激发与观察，不影响细胞生理功能。

2.2 LIFS808 荧光光谱仪优势

➣ 高灵敏度检测系统：LIFS808 荧光光谱仪采用高灵敏探测器与优化光学设计，使得荧光信号更强。优化光路提升荧光收集效率，减少损耗，可检测低浓度荧光物质，适合痕量分析。

➣ 精确的波长控制和稳定性：LIFS808具有波长准确的高，长时间工作波长漂移小，激发波长稳定等优势，可提高定量分析准确性和可靠性。

➣ 快速测量和数据处理能力：LIFS808配备强大采集软件，能快速获大量光谱数据，并支持数据处理，如背景扣除、平滑滤波等。提升工作效率，便于及时调实验条件，适工业在线检测。

➣ 便携性和易用性：LIFS808采用便携式设计，体积小、重量轻，操作界面简洁直观，易上手。且与实验室通用设备兼容性好，可拓展应用，适野外采样、现场检测等场景。

➣ 多用途的采样附件和拓展功能：LIFS808提供丰富采样附件，满足不同形态样品测量需求，还可连接显微镜等设备，实现微区荧光光谱测量等功能，提升仪器灵活性与通用性。

三、应用领域

➣ 疾病诊断：利用 808nm 激发特定荧光标记物，检测生物体内病变组织的荧光信号变化，辅助癌症、心血管疾病等疾病的早期诊断。例如在肿瘤诊断中，通过检测肿瘤细胞表面或内部的荧光探针发出的荧光，实现对肿瘤的精准定位和定性分析。​

➣ 光动力治疗监测：光动力疗法（PDT）是一种新兴的治疗手段，808nm 光可激发上转换纳米光敏剂，特异性地在线粒体内产生单线态氧，实现光动力治疗。LIFS808 可实时监测治疗过程中荧光信号的变化，评估治疗效果，调整治疗参数。

➣ 植物营养状况监测：植物中的叶绿素、类黄酮等物质在 808nm 激发下会发出荧光，通过分析荧光光谱可了解植物的氮、磷、钾等营养元素含量，指导精准施肥，提高农作物产量和品质。​

➣ 病虫害早期预警：病虫害侵袭会改变植物的生理状态，影响其荧光特性。利用 LIFS808 监测植物荧光光谱变化，可在病虫害早期及时发现，采取防治措施，减少损失。

➣ 纳米材料研究：量子点纳米材料在 808nm 激光激发下，可通过荧光光谱研究其光学性质，调节尺寸、组成等可调控荧光特性，用于光电器件和生物医学成像等领域。稀土上转换纳米材料在 808nm 激光激发下，分析上转换荧光光谱能了解发光机制、能量传递过程，用于生物医学成像、防伪、光催化等。

➣ 聚合物材料分析：聚合物材料添加荧光探针或利用其荧光特性，在 808nm 激光激发下分析荧光光谱，可了解分子结构、聚集态结构对性能的影响，为性能优化和应用开发提供支持。荧光光谱还可用于检测聚合物中添加剂、杂质成分，控制质量和性能。

➣ 宝石品种鉴定：不同宝石在 808nm 激光激发下荧光光谱独特，可用于鉴别品种，区分天然与合成宝石、不同产地宝石，防止市场以假乱真。

➣ 宝石品质评估：荧光光谱强度、颜色与宝石品质相关，高品质宝石荧光更强更纯正，可评估纯度、透明度、内部结构等，还能检测宝石是否经过优化处理，为交易和收藏提供鉴定依据。

➣ 防伪技术领域：荧光材料在 808nm 激光激发下产生独特荧光光谱，用于制作防伪标识（如标签、纸张等），检测光谱可快速辨别产品真伪，适用于证件、票据、商品防伪。

四、解决方案

(1) 测量系统组成

激光器：激光器是关键组成部分，具有方向性好、单色性佳、参数可精确控制、相干性强、强度大等特性。这些特性使得激光诱导荧光检测器的信噪比大大增强，能够提供高强度的激发光，以确保足够的分子被激发产生荧光信号，同时其良好的单色性有助于减少杂散光干扰，提高检测的选择性和灵敏度。

光谱仪：光谱仪是整个系统的核心部分，用于接收荧光信号并进行光电信号转化。

荧光探头：用于传输激光信号只样品，用于激发样品荧光信号，再收集样品发出的荧光信号，并传输至光谱仪。

定制采样附件：用于固定光纤探头，满足不同样品的测量需求。

(2) 系统搭建示意

使用激光诱导荧光光谱仪测试样品的荧光光谱，需要将荧光探头的尾端光纤分别与拉曼光谱仪主机的光谱仪接口和激光器接口相连，在再将探头放入可调节支架上，根据所测光谱数据调节探头与样品间的距离，选择合适距离固定后测试样品的荧光光谱，详细搭建示意图如下。

图2 荧光测量搭建示意图

表1 推荐配置

五、实测数据展示