基于Ocean ST 微型光谱仪进行稀土盐类的荧光检测

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Ocean ST是一款功能强大的微型光谱仪，超级紧凑小巧的尺寸的基础上提供出色的紫外响应、高速光谱采集和高信噪比（SNR）等性能。与同类光谱仪不同，Ocean ST具很高的应用灵活性以及多种配置，特别适用于DNA / RNA样品的吸光度与浓度检测，颜色测量，化合物荧光，等离子体监测等。一般小型光谱仪需要在尺寸与性能上进行取舍，然而海洋ST微型光谱仪十分出色的兼顾了天平的两端，保证了小巧的尺寸，更提供了非常大的应用灵活性。

我们使用Ocean ST进行了稀土盐氯化铕和氯化铽的荧光测量实验。

稀土盐化合物

稀土盐化合物包括氯化铕EuCl₃, 氯化铽TbCl₃在科研和工业领域中具有多种用途，包括电动汽车电池，照明产品和手机、平板电脑等便携式电子设备。

稀土金属和盐的测量通常使用的是较为复杂的方法（如质谱法），这些方法对于部分用户来说过于昂贵，并且难以轻松简便的使用。

Ocean ST微型光谱仪的问世，为测量稀土中的盐类荧光提供了可行且性价比高的替代方案。

氯化铕的荧光 (EuCl₃)

氯化铕EuCl₃ 是一种无机化合物，受激发光刺激时会发射红色荧光，该特性使其被用于多种照明产品当中。

系统搭建和配置

为了测量78 mM浓度EuCl3溶液的荧光特性，我们使用了Ocean ST-VIS微型光谱仪（350-810 nm）以及海洋光学 LSM LED光源（365 nm和385 nm）和LDC-1 LED控制器。将液体样品装入1 cm光程的石英比色皿 中，再将比色皿放入比色皿支架中。LED光源入射位置与收光光纤成90°夹角。激发侧使用400 μm芯径的光纤，收集侧使用200 μm芯径的光纤。另外海洋光学也可提供分叉光纤用于多个光谱仪同时采样分析的场景。

模块化光谱测试系统的一个优点是可以轻松更换任意附件从而优化测量过程。例如，在测量中，我们测试了365 nm和385 nm激发波长以比较每个波长的荧光效应，也测试了使用不同的滑动平均次数对结果的影响（图1）。

Figure 1. 使用 Ocean ST 微型光谱仪测量氯化铕的荧光光谱。 模块化系统允许客户能够灵活的更换激发波长，配套的操作软件允许用户调整滑动平均次数。

滑动平均是一种在光谱数据中对一组相邻探测器像素点求平均值的数据处理方法。滑动平均值越大，数据越平滑，SNR 越高。但是如果输入的值太高，将导致光谱分辨率损失，峰值将下降。SNR 将按平均像素数的平方根进行上升。

 

氯化铽的荧光 (TbCl₃)

TbCl3是一种化合物，可发出明亮的绿色荧光，这一特性使TbCl3成为照明和LCD绿色荧光粉的理想成分。

使用与上一实验类似实验装置，我们测量了1 cm光程石英比色皿中78 mM浓度TbCl3溶液的荧光，使用 365 nm LED 激发。Ocean ST-VIS积分时间设置为1秒（积分时间范围从3.8 ms-6 s），并在滑动平均值为1和5的情况下记录数据。结果如图 2 所示。

Figure 2. 使用 365 nm LED激发,在 550 nm附近氯化铽有明显的荧光峰。

通过由Ocean ST搭配不同配件组成的测量系统，可以方便的进行光谱测试，实现了对稀土盐化合物的荧光测量。测量结果中明显的荧光峰很好的表征了稀土盐的特性。在处理光谱数据的时候，使用滑动平均可以提升信号质量优化光谱细节。客户也可根据自己的实际应用，选择合适的硬件配置和数据处理的方法。

Ocean ST 其它应用

Ocean ST微型光谱仪是通用类型的光谱仪，可用于多种应用场景。除了这里演示的荧光测量之外，Ocean ST是以下应用不二之选：

• 紫外波段的吸光度和辐照度。Ocean ST-UV具有出色的紫外波段响应（<300 nm）。
• 等离子体监测。Ocean ST-VIS在使用氖气排放源的模拟等离子体监测设置中表现出卓越的性能。
• 短波近红外（645-1085 nm）范围内的反射测量。Ocean ST-NIR在测量塑料和其他固体表面反射率时表现出色。

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