中科院采用球面二向色反光镜提升了激光诱导荧光检测器灵敏度

荧光属于光致发光，需选择合适的激发光波长(Ex)以利于检测。激发波长可通过荧光化合物的激发光谱来确定。激发光谱的具体检测办法是通过扫描激发单色器，使不同波长的入射光激发荧光化合物，产生的荧光通过固定波长的发射单色器，由光检测元件检测。得到荧光强度对激发波长的关系曲线就是激发光谱。在激发光谱曲线的波长处，处于激发态的分子数目Z多，即所吸收的光能量也Z多，能产生的荧光。当考虑灵敏度时，测定应选择激发波长。

日前，中国科学院大连化学物理研究所微型分析仪器研究组采用廉价的激光二极管替代激光器为光源，用自主研制的硅基弱光探测器替代进口光电倍增管(PMT)探测荧光，创新性的设计使用球面二向色反光镜，研制出共聚焦激光诱导荧光检测器，将信噪比提高25倍，显示出该检测器在超痕量生物、环境样品分析及单细胞内低拷贝数分子检测应用中的潜力。

二向色反光镜

用来观察宝石多色性的一种仪器。多色性在某些情况下也是判定宝石品种的依据，尤其是当折射仪、偏光镜等仪器不能确定有色宝石是均质体还是非均质体时，二色镜能非常有效地判断有色宝石的光性特征。当自然光进入非均质体宝石时，分解成两束震动方向相互垂直的偏振光，这两束光各自的传播方向也不同。非均质体宝石的各向异性导致了宝石对不同振动方向的光的吸收不同，只要能将这两种振动的光分离开来，就可能看到不同的颜色。常用的二色镜是冰洲石二色镜，它由玻璃棱镜、冰洲石棱面体、透镜、通光窗口和目镜所组成。

什么是激光诱导荧光

是指检测激光照射样品后的荧光发射的方法。检测激光照射样品后的荧光发射的方法称为激光诱导荧光。由于激光诱导荧光检测的是与方向性和单色性很强的激发光不同方向、不同波长的发光，因此与其它激光光谱法相比灵敏度高。已有报导可以检测出100个/cm3以下的原子。而对于大多数分子，则可以很容易地检测至106个/cm3。通过对激光调频，可以选择激发跃迁的初始状态和终了状态，因此可以解析分子的十分复杂的谱带。采用脉冲激光作为光源测定时间分辨荧光，可以测定荧光寿命、量子脉冲频谱、驰豫现象等。

激光诱导荧光检测器

微流控芯片使得样品的分离、反应等过程的集成化成为可能,实现了生化试样分析过程的快速、高通量、低消耗。在微流控芯片中嵌入纳米结构,使微流控芯片的分析能力得到进一步的提高。试样的分析过程就是对试样的某项或某几项参数进行检测,因此检测器成为微流控芯片应用中必不可少的部分。根据检测原理,用于微流控芯片检测的检测器包括光学检测器、电化学检测器、质谱检测器及其它检测器。其中光学检测器和电化学检测器应用Z广泛,激光诱导荧光、化学发光和紫外吸收光等光学检测器目前仍是主流的检测手段。激光诱导荧光检测是目前光学检测方法中Z灵敏的检测方法之一。检测样品自身或其标记物受到激发能够发射荧光是进行激光诱导荧光检测的必备条件,目前在微流控芯片应用领域的主要研究对象都基本满足这一要求,因此在各种用于微流控芯片的检测器中,激光诱导荧光检测器受到极高的重视。

光电倍增管

是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。光电倍增管用在光学测量仪器和光谱分析仪器中。它能在低能级光度学和光谱学方面测量波长200~1200纳米的极微弱辐射功率。闪烁计数器的出现，扩大了光电倍增管的应用范围。激光检测仪器的发展与采用光电倍增管作为有效接收器密切有关。电视电影的发射和图象传送也离不开光电倍增管。光电倍增管广泛地应用在冶金、电子、机械、化工、地质、医疗、核工业、天文和宇宙空间研究等领域。

激光二极管

异质结、双异质结和量子阱激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低，输出功率高的优点，是市场应用的主流产品。同激光器相比，激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点，但其输出功率小(一般小于2mW)，线性差、单色性不太好，使其在有线电视系统中的应用受到很大限制，不能传输多频道，高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中，上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。半导体激光二极管的基本结构：垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里——珀罗谐振腔，它们可以是半导体晶体的解理面，也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则相对粗糙，用以消除主方向外其它方向的激光作用。

激光器

是能发射激光的装置。除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同。产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大于损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励(或抽运)源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。

新闻来源：中国科学院大连化学物理研究所

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