硫酸奎宁的荧光

背景：

荧光光谱学分析对于调查性研究和分析性科学的应用是一个主要的工具。它经常被用于生物化学、化学、制药和医学应用，除了矿物学，还有荧光标记、传感器和法庭应用。它还被用于帮助蛋白质、有机化合物、油类和染料的鉴别并被用于谷物产量评估的环境监测和激光激发的叶绿素荧光。

这类光谱学集中于样品的振动状态的研究。通过使用一个特定频率，一些物质能被激发到更高的电子态。特殊的激发波长可以实现发射或荧光峰值。

海洋光学公司提供了很多可使用荧光计系统的选项，其具有不同解决方案、现有配置和时间选通选项。试管支架、LVF低通和高通滤波器、一个光纤扫描单色仪和各种激发源可供选择。我们的荧光光谱仪能够测定液体和粉末中的荧光团以及表面的荧光团。

传统EDS2000系统中的USB2000-FLG已经被应用于探测炭疽。类似的设备已经被用于探测珊瑚、水果和其他植物群和动物群的荧光。

下列浓度硫酸奎宁的甲醇和硫酸溶液的标准浓度为： 1、20、40、60、80和100 ug/mL。另外配制更小浓度（0.50、0.25、0.06、0.03、0.01和0.00）的硫酸奎宁溶液。使用放置于CUV-ALL 4路试管支架中的CVFL-Q-10石英试管对这些不同浓度的硫酸奎宁标准液的荧光进行了测量。使用了下列仪器进行了这些测量： QE Pro光谱仪（光栅#HC1, 200 µm光阑，范围为349.2 nm-1143.5 nm，光学分辨率6.4 nm (FWHM)，PX-2光源，HR4-BREAKOUT Breakout Box，MonoScan2000扫描单色仪和OceanView软件。三根QP1000-2-UV-VIS光纤用于连接PX-2光源与MonoScan2000，将MonoScan2000连接支架和将CUV-ALL 试管支架连接到QE Pro光谱仪。光纤被以90度附于试管支架。参见图1。

图1. 荧光设备图示

光纤捆绑固定以减少来自运动的衰减。在测量之前，对PX-2光源预热15分钟。在每次更换样品之间和每15分钟进行一次新的暗光谱测量（并扣除）以保证将误差和漂移减少到最低程度。记录375-600 nm之间的光谱。使用显示方式和相对辐照度模式记录测量。

显示模式数据没有进行处理，仪器响应函数没有导入。这可能导致文献中所报道的反射峰值不在精确波长处，曲线有不同形状。

使用相同的设备进行了相对辐射照度测量，但是增加了一个LS-1钨卤素光源，用作一个已知色温的黑体基准。

结果：

以相对辐射照度模式对各种浓度的硫酸奎宁溶液采集反射（或荧光）峰值光谱。进行重复的测量以产生校正曲线。报告的硫酸奎宁450 nm 最大荧光峰值的峰值位置稍有不同（显示模式尤其如此）。在显示模式中，20-100%溶液的浓度的峰值在457.84 nm处。1%溶液重复测量在测量的峰值地点是变化最大。这些重复测量的峰值高度位置是四舍五入为纳米以绘制校准曲线。所有浓度溶液的相对辐射照度中，荧光峰值在449.11 nm处。为两个不同浓度范围建立了校准曲线。参见图2和图3。

图2. 来自1- 100 ug/mL浓度的显示 数据中的荧光峰值点的硫酸奎宁校准曲线

图3. 来自相对辐照度数据的在449.11 nm处的荧光峰值点的硫酸奎宁校准曲线。本曲线图展示了很小浓度内的线性区间。

图4. 硫酸奎宁溶液的发射光谱

结论：

校准曲线的最线性部分是在1 ug/mL以下（或1 ppm或1000 ppb）小浓度范围。正如所料，在更大浓度荧光团处，由于内部滤光效应，达到最大强度后，激发逐渐减少。

在更小浓度的硫酸奎宁的校准曲线上，有良好的线性度。通过使用相对辐照度数据，曲线的线性度的R²值为0.998。

相对辐照度数据被证明是始终一致并更接近出版文献中报道的硫酸奎宁的荧光峰值位置。

奎宁校准曲线适用于检查用于定量分析的液体中的奎宁浓度。

QE Pro科研级光谱仪对于低光水平应用如荧光是一个理想的测试系统。因为QE Pro能达到高达90%量子效率，具有高信噪比和非常快的信号处理速度，它将是荧光应用的首选光谱仪。

相关参考文献：

• “挥发性有机气体的光纤内纳米腔检测的发展” C. Elosua, I. R. Matias等人，传感器，6, 578-592 (2006)
  
  • Elosúa, C., Matías, I.R., Bariain, C., & Arregui, F.J. (2006). Development of an In-Fiber Nanocavity Towards Detection of Volatile Organic Gases. Sensors (Basel, Switzerland), 6, 578-592. https://doi.org/10.3390/s6060578
• “钴植入水凝胶的磁性和荧光特性” H. Sozeri, A. Gelir等人，物理学杂志：会议丛书153 (012067): 1-6 (2009) 
  
  • Sozeri, H., Gelir, A., Alveroğlu, E., Tulun, M., & Yilmaz, Y. (2009). Magnetic and fluorescence properties of cobalt implanted hydrogels. Journal of Physics: Conference Series, 153, 012067. https://doi.org/10.1088/1742-6596/153/1/012067
• “通过使用荧光光谱学及多元数据分析进行的生物量的快速特征。 I. 黄白杨（Liriodendron tulipifera L.）,”K. Nkansah and B. Dawson-Andoh, AIP of可再生和可持续能源杂志（2010） 
  • Nkansah, K., & Dawson-Andoh, B.E. (2010). Rapid characterization of biomass using fluorescence spectroscopy coupled with multivariate data analysis. I. Yellow poplar (Liriodendron tulipifera L.). Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2, 023103. https://doi.org/10.1063/1.3290749
• “利用基于薄膜有机发光二极管的综合荧光测量在一次性诊断微芯片上进行微蛋白尿测量” O.. Hofmann, X. Wang等人，皇家化学学会, 实验室芯片5, 863-868 (2005) 
  • Hofmann, O., Wang, X., deMello, J.C., Bradley, D.D., & deMello, A.J. (2005). Towards microalbuminuria determination on a disposable diagnostic microchip with integrated fluorescence detection based on thin-film organic light emitting diodes. The Royal Society of Chemistry. Lab on a chip, 5(8), 863-868. http://dx.doi.org/10.1039/B504551G