激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

Planar Laser Induced Fluorescence 平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

目 录

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PLIF的介绍 PLIF的原理 PLIF的检测系统 PLIF的应用及展望

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平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

PLIF介绍

激光(Light Amplification by StimulatedEmission of Radiation,缩写为laser)是指窄 幅频率的光辐射线，通过受激辐射放大和必要的反馈 共振，产生准直、单色、相干的光束的过程及仪器。 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体后，

人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。它的亮度约为太阳光的100 亿倍。平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

PLIF介绍

荧光：当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射，吸收光能后进入激发态，并 且立即退激发并发出出射光(通常波长比入射光的的 波长长，在可见光波段);而且一旦停止入射光，发 光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被 称之为荧光。

平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

可见光波长的红绿蓝激光 (635nm,532nm,445nm)

长颈瓶中不同尺寸的硒化镉(CdSe) 量子点在紫外线的照射下发出荧光

平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

PLIF介绍

PLIF(Planar Laser Induced Fluorescence)即所谓的“平面激光诱导荧光”。所有应用片状光源 照明，对被测对象所发出的由这种片状光源所激发 (诱导)的荧光信号进行探测的实验技术都可以称作 PLIF。

平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

PLIF原理

激光诱导荧光光谱 利用一束脉冲激光将特定分子(或离子)由电子基态激 发至激发态，稍后测量分子由电子激发态驰豫放出的光 子，扫描激发激光的波长使它通过分子的吸收谱带，就 可以把荧光强度描绘成激发激光波长的函数，得到激发

光谱(Excited spectroscopy)。

平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

PLIF原理

荧光光谱的作用 从荧光的分布，可以探测样品粒子的种类；从荧光的强 弱，可得知粒子的浓度以及温度；利用其空间分辨性还 可以测量粒子的空间浓度/温度分布。 与普通的荧光光谱技术相比，具有更高的灵敏度、信噪

比和光谱分辨率等优点，而且测量样品时无需进行复杂的预处理，便于在线分析。

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PLIF检测原理图

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激光诱导荧光技术

PLIF优点 高空间分辨：可达到微米量级。 快速时间响应：时间分辨最高可达纳秒量级，可对自由基 等瞬态物质寿命进行检测。 高灵敏度：探测下限最高可达106个粒子/cm3。 干扰小：通过激光激发，而不涉及接触式的探针等器件， 对等离子体，燃烧等干扰相对较小。平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

LIF检测系统

LIF 检测系统主要包括激光器、检测光路、光

电探测器、信号处理模块。 目前常用的激光器是气体激光器，该类激光器结构简单、 价格低廉，对应于这些激光器的发射波长，有很多商品化 的荧光探针。

激光诱导荧光检测器为正交型，即入射光、流动池和荧光检测三者相互垂直。

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Optical configuration of Zetalif 2000 LIFD (Picometrics, France)

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激光诱导荧光技术

LIF分类

浓度测量Text 温度测量

LIF分类

示踪LIFText 产物分析LIF

测量目的Text

Text

测量手段Text

Text

液体LIF气体LIF 燃烧LIF 测量物质

平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

举例：示踪平面LIF技术 采用YAG激光器的倍频 532nm激光作为激发源。由 于自然界中只有某些特殊的高 分子有机染料分子可以被

532nm激光激发而发出荧光，人们就用这种有机染料分子作 为示踪物质加入到所要研究的 流场中，观察并测量荧光信号 的性质。平面激光诱导荧光技术液体混合中的高分辨激 光诱导荧光成像测量

激光诱导荧光技术

激光光源来照明流场，流场中的荧光示踪剂会吸 收激光能量并辐射出更长波长的光。在图像采集 系统(如PIV相机)的镜头前放置截止滤光片， 就可以得到荧光的强度信息。而荧光的强度是与 激光能量及示踪剂浓度/温度相关的函数，因此 我们可以由该函数计算得到定量浓度/温度信息。平面激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

研究LIF主要课题组研究课题组 主要研究领域及成就

Dovichi N. J.Soper S. A. Issaq H. J.

发明了壳流检测池，随后的LIFD单分子检测都是在此基 础上完成的，对LIFD的应用作出了卓越贡献。主要研究领域包括：荧光探针、分子生物学、微分析仪器 等，较多采用近红外激光诱导荧光监测器。 毛细管电泳协会的创始人之一。在激光诱导荧光检测方面 主要从事紫外激光诱导荧光检测。

Sweedler J. V. 领导Biotechnology Center,同时是Beckman Institute客座教 授。主要研究波长分辨激光诱导荧光检测技术。 Mathies R. A. 毛细管电泳装置的先驱，发明了“fluorescent energytransfer labels used to sequence the human genome”。

关亚风

主要研究以固体激光器为激发光源的LIFD。

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