荧光光谱分析测试或分析方法原理

荧光光谱技术是一种通过测量物质吸收光后发射的荧光光谱来研究物质性质的技术。本文根据《JY-T 0571-2020》，简单总结了荧光光谱分析测试或分析方法原理。

1荧光定性定量分析原理

荧光分析主要是指利用某些物质在特定波长光的激发下，产生特定波长和特定强度荧光等的特性进行物质的定性和定量的分析方法。

注：定量分析仅限于稀溶液样品，一般不直接用于固体样品定量分析。

1.1定性分析

常采用直接比较法，将样品的激发和发射光谱峰的数目、位置、强度以及光谱形状（极值和拐点）、发射光谱寿命等特征，与标准物的谱图作比较，以确定物质种类。

1.2定量分析

定量分析原理参见GB/T 19267.3和《中华人民共和国药典》（2015年版）（四部）0405荧光分光光度法，包括标准对照法和标准曲线法。

注：在实际应用中，应考虑内滤效应对荧光强度的影响。

2荧光量子产率分析原理

荧光量子产率的测定有参比法和绝对法两种。

2.1参比法

也称相对法，是用已知量子产率的荧光标准物质作为参比对待测荧光试样进行量子产率的测试。在相同激发条件下，分别测定待测荧光试样和参比荧光标准物质两种稀溶液的积分荧光强度（即校正荧光光谱所包括的面积），以及对该激发波长人射光的吸光度，再将这些值分别代入公式（1）进行计算：

2.2绝对法

采用积分球对荧光量子产率进行测量，适用于液体、固体、薄膜和粉末样品，目前一般测试波长范围为300 nm~800nm。待测样品各个方向的发射光经过积分球均匀化后从出射口出来，并经过单色器最后被检测器所检测。测定时，分别测定待测荧光试样和空白试样的荧光峰面积和激发峰面积（均为校正后）再将这些值分别代入公式（2）进行计算：

3荧光偏振分析原理

荧光偏振（P）和荧光各向异性（r）定义为公式（3）和公式（4）。

4荧光寿命分析原理

荧光寿命的测试一般采用时间相关单光子计数法（time correlated single photon counting），简称“TCSPC法”；或相调制技术，也称为“频域法（frequency-domain method）”；或频闪分时法，简称"STROBE”法。TCSPC、频域法和STROBE的具体原理参见附录A。在当今实际应用中，TCSPC法和STROBE 方法互为补充。

5时间分辨荧光光谱分析原理

获得时间分辨激发/发射光谱（time-resolved excitation/emission spectra，TRES）的常用技术有；采用多波长扫描获得一系列的衰减曲线，而后对应特定时间宽度做时间切片后，获得时间分辨激发/发射光谱；对应的测试技术有boxcar（取样积分技术）、TCSPC等；直接测量方法，采用可以采集光谱的多道检测器，比如 ICCD（intensified charge-coupled device）、条纹相机、微通道板（multiple channel tube，MCP）等，经过光谱仪色散后，直接获得一系列设定时间宽度的瞬时光谱。