Phép đo quang phổ là một kỹ thuật phân tích đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực hóa học, vật lý, nghiên cứu hóa sinh. Trong số các loại phép đo quang phổ khác nhau, quang phổ huỳnh quang nổi bật như một công cụ đặc biệt hiệu quả để đo sự phát xạ huỳnh quang của một mẫu. Kỹ thuật không phá hủy này đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như giám sát môi trường và phân tích dược phẩm.

Bằng cách phân tích những đặc tính chuyên sâu của quang phổ huỳnh quang trong bài viết này, chúng tôi hy vọng sẽ cung cấp một sự hiểu biết toàn diện về kỹ thuật phân tích quang phổ huỳnh quang và các ứng dụng tiềm năng của nó. Chúng tôi hy vọng bài viết này sẽ là một nguồn tài liệu có thể giúp cho nghiên cứu sinh cũng như sinh viên quan tâm đến khía cạnh đo huỳnh quang bằng thiết bị quang phổ cũng như những sản phẩm của Ocean Insight hiểu rõ hơn.

1. Giới thiệu về phép đo huỳnh quang

Phép đo huỳnh quang là một loại phép đo ánh sáng phát ra từ một mẫu khi nó bị kích thích bởi các bước sóng ánh sáng cụ thể. Kỹ thuật này dựa trên nguyên tắc khi một phân tử hấp thụ ánh sáng có bước sóng cụ thể, nó sẽ bị kích thích và phát ra ánh sáng có bước sóng khác. Ánh sáng phát ra được gọi là huỳnh quang và có thể được đo để xác định nồng độ của chất trong mẫu.

Máy quang phổ rất cần thiết trong phép đo huỳnh quang vì chúng cho phép các nhà khoa học đo chính xác cường độ và bước sóng của ánh sáng huỳnh quang do mẫu phát ra. Thông tin này cung cấp thông tin chuyên sâu về các đặc tính vật lý và hóa học của mẫu, chẳng hạn như sự hiện diện và nồng độ của các hợp chất cụ thể.

2. Nguyên lý của quang phổ huỳnh quang

• Quá trình phát huỳnh quang: Khi một phân tử hấp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến hoặc tử ngoại của quang phổ, các electron trong phân tử bị kích thích từ trạng thái cơ bản lên trạng thái bị kích thích. Các electron này có xu hướng quay trở lại trạng thái cơ bản, giải phóng năng lượng đã hấp thụ dưới dạng nhiệt và bức xạ trong phổ nhìn thấy hoặc hồng ngoại gần. Ánh sáng phát ra được gọi là huỳnh quang (hoặc lân quang nếu đang ở trạng thái kích thích).
• Dịch chuyển Stokes: Dịch chuyển Stokes là sự khác biệt giữa bước sóng của ánh sáng kích thích và bước sóng của ánh sáng huỳnh quang phát ra. Sự dịch chuyển này xảy ra do một phần năng lượng mà phân tử hấp thụ trong quá trình kích thích bị mất đi do các quá trình không bức xạ, chẳng hạn như nhiệt. Kết quả là ánh sáng huỳnh quang phát ra có bước sóng dài hơn ánh sáng kích thích.
• Hiệu suất lượng tử và Tuổi thọ huỳnh quang: Hiệu suất lượng tử là thước đo hiệu quả của quá trình huỳnh quang và được định nghĩa là tỷ lệ giữa số lượng photon phát ra với số lượng photon được hấp thụ. Tuổi thọ huỳnh quang là thời gian trung bình mà một phân tử trải qua ở trạng thái kích thích trước khi trở về trạng thái cơ bản. Hai thông số này có thể được sử dụng để xác định nồng độ của một chất trong mẫu.

3. Tổng quan về kit đo huỳnh quang Ocean Insight

Khi nhu cầu về các phép đo huỳnh quang chính xác và đáng tin cậy hơn ngày càng cao, những người quan tâm đến phép đo huỳnh quang bằng máy quang phổ sẽ mong đợi những sự phát triển về các tính năng cũng như đặc điểm để có thể tối ưu quá trình đo lường. Các Kit Đo lường Huỳnh quang của Ocean Optics (Ocean Insight) chẳng hạn như các mẫu BUNDLE-QEPRO-FL là một ví dụ tuyệt vời về hệ thống dựa trên quang phổ dễ sử dụng và cung cấp kết quả chính xác và đáng tin cậy. Các gói đo huỳnh quang này cung cấp một giải pháp toàn diện và đáng tin cậy để đo huỳnh quang bằng máy quang phổ.

Hình 1. Kit đo huỳnh quang của Ocean Insight

Các tính năng và khả năng của gói đo huỳnh quang

• Máy quang phổ: Dòng QE Pro-FL và Ocean SR6 – máy quang phổ hiệu suất cao bao gồm nhiều dải quang phổ từ cực tím đến hồng ngoại gần. Với độ phân giải cao cũng như độ nhạy cao, ánh sáng lạc ít, khiến nó trở nên lý tưởng cho các phép đo huỳnh quang.

• Kit chuyên dụng đo huỳnh quang tiện lợi -- mỗi gói bao gồm mọi thứ bạn cần cho các phép đo huỳnh quang phụ thuộc vào cuvette.

• Nguồn kích thích -- Đèn LED 365 nm kết hợp với sợi quang học có độ hiệu quả cao.

• Dễ sử dụng -- Cắm và chạy qua kết nối micro USB

• Người dùng có thể hoán đổi khe — cho phép bạn thay đổi độ phân giải và thông lượng của máy quang phổ tùy theo yêu cầu đo.

4. Các phương pháp thông dụng nhất để sử dụng Kit đo huỳnh quang Ocean Insight

• Chuẩn bị mẫu: Mẫu phải đồng nhất, không có chất gây ô nhiễm và được pha loãng đúng cách để tránh hiệu ứng dập tắt. Đối với các mẫu rắn, việc nghiền và tán thích hợp có thể giúp đảm bảo tính đồng nhất.

• Thiết lập hệ thống: Việc thiết lập và cấu hình đúng máy quang phổ là cần thiết để có được các phép đo chính xác và đáng tin cậy. Phần cứng và phần mềm của hệ thống phải được cài đặt và cấu hình theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Hình 2. Toàn bộ hệ thống đo Huỳnh quang

• Hiệu chuẩn và Xác nhận: Trước khi thực hiện các phép đo huỳnh quang, điều cần thiết là hiệu chỉnh và xác nhận thiết bị. Điều này liên quan đến việc sử dụng các tiêu chuẩn tham chiếu đã biết và các mẫu kiểm soát để thiết lập đường cong phản ứng tuyến tính và đảm bảo độ chính xác của các phép đo.

• Thực hiện phép đo: Trong quá trình đo, điều quan trọng là phải duy trì các điều kiện đo nhất quán, chẳng hạn như điều kiện nhiệt độ và ánh sáng, để giảm thiểu sự biến thiên. Cần thực hiện nhiều phép đo để tăng độ tin cậy cho kết quả và bất kỳ kết quả ngoại lệ hoặc không nhất quán nào cũng phải được điều tra.

• Phân tích dữ liệu: Sau khi thực hiện các phép đo, dữ liệu sẽ được phân tích bằng phần mềm OceanView. Các kết quả phải được so sánh với các tiêu chuẩn tham chiếu và các mẫu đối chứng để đảm bảo độ chính xác và bất kỳ sự bất thường hoặc kết quả không mong muốn nào cũng phải được kiểm tra lại.

Hình 3. Thực hiện phép đo huỳnh quang bằng phần mềm OceanView

5. Ứng dụng của máy quang phổ trong phép đo huỳnh quang

• Dược phẩm: Kỹ thuật này có thể được sử dụng để xác định độ hòa tan của thuốc trong các dung môi khác nhau và nghiên cứu động học giải phóng thuốc từ các công thức khác nhau.

• Thực phẩm và Đồ uống: Các phép đo huỳnh quang sử dụng máy quang phổ có thể phát hiện sự hiện diện của các chất gây ô nhiễm, chẳng hạn như độc tố vi khuẩn và dư lượng hóa chất. Chúng cũng có thể đo nồng độ chất dinh dưỡng và các hợp chất có lợi khác trong thực phẩm và đồ uống.

• Giám sát và Phân tích Môi trường: Quang phổ huỳnh quang cũng được sử dụng trong giám sát và phân tích môi trường để phát hiện và định lượng các chất ô nhiễm trong nước và đất. Nó có thể được sử dụng để xác định nồng độ của các chất ô nhiễm hữu cơ, chẳng hạn như hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) và kim loại nặng.

• Hóa sinh và lý sinh: Quang phổ huỳnh quang được sử dụng rộng rãi trong hóa sinh và lý sinh để nghiên cứu cấu trúc và chức năng của protein, axit nucleic và các phân tử sinh học khác nhằm xác định tương tác protein-phối tử, sự gấp nếp của protein và động học của enzyme.

Tóm lại, việc sử dụng máy quang phổ, đặc biệt là Gói đo lường huỳnh quang của Ocean Insight, đóng một vai trò không thể thiếu trong các ngành công nghiệp khác nhau. Phép đo huỳnh quang chính xác và chính xác rất quan trọng trong nghiên cứu và phát triển, kiểm soát chất lượng và giám sát môi trường. Với những tiến bộ liên tục trong công nghệ, chúng ta có thể mong đợi những cải tiến hơn nữa trong phép đo quang phổ và huỳnh quang, làm cho nó trở thành một công cụ thậm chí còn quan trọng hơn trong nghiên cứu và công nghiệp.