簡介

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、木材和汽車材料等有機物不*燃燒時的副產(chǎn)品。即使很小劑量的PAHs也會對身體造成嚴(yán)重傷害，因此我們必須對PAHs進(jìn)行分析，即使是微量的PAHs也應(yīng)如此。熒光分光光度計具有比吸收光譜儀更高的靈敏度，所以常被用于檢測和分析微量物質(zhì)。

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

使用熒光分光光度計的同步掃描和3D掃描功能，可以對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EM和EX波長范圍進(jìn)行設(shè)置，從而對整個區(qū)域進(jìn)行測量。該方法擁有良好的分辨率和靈敏度，但是測量需要花較長的時間。而同步掃描是很難看到整個區(qū)域的圖譜，但優(yōu)點在于測量時間較短。

圖 1：發(fā)射掃描 (a) 和同步掃描 (b) 的比較

也就是說，在同步掃描中，若Deltaλ設(shè)置為10nm，則兩個波長始終保持 10nm 的間隔同時進(jìn)行移動。例

如，EM波長和Ex波長分別為390nm和400nm，EM波長和Ex波長分別為440nm和450nm。當(dāng)采用同步掃描測量時，具有不同熒光特性的混合物其吸收曲線也會隨著不同特征波長分布而發(fā)生變化，從而檢測所有可能含有的熒光基團(tuán)。通過使用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

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)

實驗步驟

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.在波長掃描軟件中對每個樣品進(jìn)行激發(fā)、發(fā)射波長進(jìn)行測量。

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

實驗結(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PAHs 混合物進(jìn)行測量，如圖 6 所示，在相近的激發(fā)波長下只有部分物質(zhì)可被識別。

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數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。通過改變不同的Delta_λ值

（2、15、30nm ），以確認(rèn)Deltaλ對同步掃描效果的影響（圖7）。通過比對，本實驗中Deltaλ設(shè)置為2nm時效果*。采用Deltaλ為2nm得到的光譜，每一個組分都可以被清晰的分離出來，并且保持較強的熒光強度，如圖7所示。同時隨著Deltaλ數(shù)值增加，熒光強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對激發(fā)、發(fā)射波長范250nm 到550nm的所有點進(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同步掃描300倍的測量時間，同時某個組分的熒光強度可能遠(yuǎn)高于其他組分的熒光強度。

圖 8：PAHs物質(zhì)的 3D 掃描光

zui后，我們對50ppb-500ppb的微量 PAHs進(jìn)行同步掃描測試，并根據(jù)測得數(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，并可對超低濃度的樣品進(jìn)行檢測。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';" > 一個組分都可以被清晰的分離出來，并且保持較強的熒光強度，如圖7所示。同時隨著Deltaλ數(shù)值增加，熒光強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)

實驗結(jié)論

本實驗中，使用了Thermo Fisher Lumina熒光分光光度計波長掃描軟件中的同步掃描功能，對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';" > 一個組分都可以被清晰的分離出來，并且保持較強的熒光強度，如圖7所示。同時隨著Deltaλ數(shù)值增加，熒光強度下降并且分離能力下降。