簡(jiǎn)介

PAHs（多環(huán)芳香烴）是指具有芳香環(huán)的碳?xì)浠衔铩?/span>該物質(zhì)為已知致癌物質(zhì)的誘變劑,，以及煤,、氣體、木材和汽車(chē)材料等有機(jī)物不*燃燒時(shí)的副產(chǎn)品,。即使很小劑量的PAHs也會(huì)對(duì)身體造成嚴(yán)重傷害,，因此我們必須對(duì)PAHs進(jìn)行分析，即使是微量的PAHs也應(yīng)如此,。熒光分光光度計(jì)具有比吸收光譜儀更高的靈敏度,，所以常被用于檢測(cè)和分析微量物質(zhì)。

熒光分光光度計(jì)通常用于在固定激發(fā)波長(zhǎng)（EX）下掃描發(fā)射波長(zhǎng)（EM）,。由于混合物中含有多個(gè)熒光基團(tuán),，每種熒光基團(tuán)的熒光特性各不相同（吸收,、發(fā)射波長(zhǎng)各不相同）且難于區(qū)分，所以這種測(cè)量方法通常只用于檢測(cè)單一的微量熒光基團(tuán),。當(dāng)固定EX波長(zhǎng)與熒光成分的激發(fā)波長(zhǎng)相距較遠(yuǎn)時(shí),，熒光物質(zhì)就不能接收到能量，從而無(wú)法產(chǎn)生熒光,。

使用熒光分光光度計(jì)的同步掃描和3D掃描功能,，可以對(duì)混合物中的單一組分進(jìn)行定性和定量分析。3D掃描功能可對(duì)EM和EX波長(zhǎng)范圍進(jìn)行設(shè)置,，從而對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量,。該方法擁有良好的分辨率和靈敏度，但是測(cè)量需要花較長(zhǎng)的時(shí)間,。而同步掃描是很難看到整個(gè)區(qū)域的圖譜,，但優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量時(shí)間較短。

圖 1：發(fā)射掃描 (a) 和同步掃描 (b) 的比較

也就是說(shuō),，在同步掃描中,，若Deltaλ設(shè)置為10nm，則兩個(gè)波長(zhǎng)始終保持 10nm 的間隔同時(shí)進(jìn)行移動(dòng),。例

如，EM波長(zhǎng)和Ex波長(zhǎng)分別為390nm和400nm,，EM波長(zhǎng)和Ex波長(zhǎng)分別為440nm和450nm,。當(dāng)采用同步掃描測(cè)量時(shí)，具有不同熒光特性的混合物其吸收曲線也會(huì)隨著不同特征波長(zhǎng)分布而發(fā)生變化,，從而檢測(cè)所有可能含有的熒光基團(tuán),。通過(guò)使用Luminous 的WaveScan軟件，該PAHs 混合物可被分離為芴,、蒽,、二萘嵌苯，使用同步掃描功能可繪制出用于定量分析的校準(zhǔn)曲線,。

試劑和儀器

1.Lumina熒光分光光度計(jì)

2.芴,、蒽、二萘嵌苯

3.己烷

4.熒光比色皿

圖2：芴,、蒽和二萘嵌苯的結(jié)構(gòu)

實(shí)驗(yàn)步驟

1.用己烷將芴,、蒽和二萘嵌苯分別溶解到500ppb ( g/l)的濃度。然后將三種物質(zhì)混合形成PAHs 混合物,。

2.在波長(zhǎng)掃描軟件中對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行激發(fā),、發(fā)射波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量。

3.為了將混合樣品的3D光譜與采用同步掃描模式得到的各成分的光譜進(jìn)行比較,，3D掃描的測(cè)試參數(shù)應(yīng)該與同步掃描保持一致,。

4.為了得到校準(zhǔn)曲線,，我們用己烷將三種混合樣品中分別稀釋為200ppb、100ppb和50ppb,。

5.zui后,，使用同步掃描模式進(jìn)行測(cè)量并繪制校準(zhǔn)曲線。

圖3：同步掃描的參數(shù)設(shè)置

圖4：3D 掃描的參數(shù)設(shè)置

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

單一成分的PAHs熒光特性和吸收光譜如圖5所示,。在發(fā)射掃描模式下對(duì)PAHs 混合物進(jìn)行測(cè)量,，如圖 6 所示，在相近的激發(fā)波長(zhǎng)下只有部分物質(zhì)可被識(shí)別,。

圖5：芴（a）,、蒽（b）、二萘嵌苯（c）的熒光光譜

圖6：將單一物質(zhì)的熒光光譜（虛線）與PAHs混合溶液的熒光光譜（實(shí)線）進(jìn)行比較

隨后,，我們將3D掃描模式和同步掃描模式下得到的混合物檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,。通過(guò)改變不同的Delta_λ值

（2、15,、30nm ）,，以確認(rèn)Deltaλ對(duì)同步掃描效果的影響（圖7）。通過(guò)比對(duì),，本實(shí)驗(yàn)中Deltaλ設(shè)置為2nm時(shí)效果*,。采用Deltaλ為2nm得到的光譜，每一個(gè)組分都可以被清晰的分離出來(lái),，并且保持較強(qiáng)的熒光強(qiáng)度,，如圖7所示。同時(shí)隨著Deltaλ數(shù)值增加,，熒光強(qiáng)度下降并且分離能力下降,。

圖 7：Deltaλ分別為2nm (a), 15nm (b), 30nm (c)的同步掃描光譜比對(duì)對(duì)激發(fā)、發(fā)射波長(zhǎng)范250nm 到550nm的所有點(diǎn)進(jìn)行3D掃描,，結(jié)果如圖8所示,。光譜的黃色區(qū)域分別是芴、蒽和二萘嵌苯,。然而,，相較于同步描，3D掃描分離并不直觀且需要耗費(fèi)同步掃描300倍的測(cè)量時(shí)間,，同時(shí)某個(gè)組分的熒光強(qiáng)度可能遠(yuǎn)高于其他組分的熒光強(qiáng)度,。

圖 8：PAHs物質(zhì)的 3D 掃描光

zui后，我們對(duì)50ppb-500ppb的微量 PAHs進(jìn)行同步掃描測(cè)試,，并根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)繪制了各組分的校準(zhǔn)曲線,。從圖9（a）中可以看出各組分被有效分離，并可對(duì)超低濃度的樣品進(jìn)行檢測(cè),。zui低濃度50ppb的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖9（b）所示,，校準(zhǔn)曲線線性良好,。un:'yes';font-family:'Times New Roman';" > 一個(gè)組分都可以被清晰的分離出來(lái)，并且保持較強(qiáng)的熒光強(qiáng)度,，如圖7所示,。同時(shí)隨著Deltaλ數(shù)值增加，熒光強(qiáng)度下降并且分離能力下降,。

圖9：不同濃度的PAHs 混合物同步掃描光譜(a)和標(biāo)準(zhǔn)曲線 (b)

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)中,，使用了Thermo Fisher Lumina熒光分光光度計(jì)波長(zhǎng)掃描軟件中的同步掃描功能，對(duì)PAHs混合物進(jìn)行分析并繪制了用于定量分析的校準(zhǔn)曲線,。ew Roman';" > 一個(gè)組分都可以被清晰的分離出來(lái),，并且保持較強(qiáng)的熒光強(qiáng)度，如圖7所示,。同時(shí)隨著Deltaλ數(shù)值增加,，熒光強(qiáng)度下降并且分離能力下降。