熒光分析儀的原理及常見故障處理

熒光分析儀在醫院和實驗室廣泛地使用，故障也是比較復雜。針對我們日常的工作，歸納如下：

一、熒光分析法的基本原理

處于基態的被測物質的分子在吸收適當能量，如光、化學、物理能后，其共價電子從成鍵分子軌道或非鍵分子軌道躍遷到反鍵分子軌道上去，形成分子激發態。分子激發態不穩定，將很快衰變到基態。在分子激發態返回到基態的同時常伴隨著光子的輻射。這種現象就是發光現象。熒光則屬于分子的光致發光現象。

二、熒光分光光度計的特點

用熒光分析法分析的儀器，稱熒光分光光度計。熒光分析法具有靈敏度高（比紫外、可見分光光度法高2～3個數量級），能提供激發光譜、發射光譜、發射強度、特征峰值等信息，在生物、環保、醫學、藥物、石油勘探等諸多領域都有廣泛的應用。本儀器不僅能直接、間接地分析眾多的有機化合物；另外，還可利用有機試劑間的反應，進行近70種無機元素的熒光分析。熒光的光譜特征是熒光光譜總是滯后于激發光譜即斯托克斯位移。

三、熒光強度與物質濃度的關系

1.對于某種熒光物質的稀溶液，在一定強度的激發光照射下，熒光物質的發射強度與入射光的強度以及檢測器的放大倍數成正比，可以用以下公式表示：

F=KIFC

K——與儀器系統有關的常數

I——入射光的強度

F——熒光物質的熒光效率

C——熒光物質的濃度

2.當樣品濃度增大到一定值時，熒光強度與濃度就不成線性關系。

原因一：樣品濃度較高時，液池前部的溶液強吸收則發生強的熒光，液池后半部的溶液不易受到入射光照，不發生熒光，所以熒光強度反而降低。

原因二：在濃度較高的溶液中，可能發生溶液溶質與溶質間的相互作用，形成一種不致熒光的復合物，從而造成熒光強度反而降低的現象。

四、工作原理及結構

由光源發出的光經濾光片后成為單色光，樣品在此單色光的照射下，產生熒光，熒光由大孔徑非球面鏡的聚光及光柵的分光后，照射于光電倍增管上，光電倍增管把光信號轉換為電信號，經放大處理，最后由計算機輸出顯示或進行圖譜打印。

五、儀器使用注意事項

儀器使用交流220V±10%，頻率為50Hz電源；務必使用接地良好的三芯電源插座，儀器應放置在平穩牢固的工作臺面上，應避開陽光直射，儀器周圍無強磁場、電場干擾。各連接線需連接可靠，打開儀器罩蓋后，避免在負高壓工作狀態下有強光照射到接收器上。注意開機順序，一定待汞燈點亮后，才可開主機電源開關以免擊壞電路板。

六、部件的調換和維護

進行儀器外殼拆卸和部件調換之前，務必關斷儀器電源，拔離電源線。在調換某些部件時，需先把儀器外殼拆卸后，才可進行。儀器外殼兩側各有2個固定螺釘，后面板有5個固定螺釘（見儀器后面板圖），旋下這些螺釘后，打開樣品室門，往上抬起儀器外殼到其高度超過機身高度時，才可往旁邊放好外殼，在拆卸外殼的整個過程中，注意觀察樣品室門右邊的負高壓工作開關不被碰撞而變形損壞。

1.光門的調換

光門在儀器的中間部位，光門部件支架腳上有兩個固定孔，用螺絲固定在儀器底板上。掉換光門后，在原來的電線連接處重新接線，需注意電線接頭處的絕緣保護。

2.電路板的調換

儀器三塊電路板位于儀器左邊后半部分，每塊電路板分別有兩個固定腳，擰開固定螺絲，換上新板即可。

3.負高壓源的調換

負高壓源位于儀器中后部的兩個支架上，卸下之前請先拔下電源進線，旋下負壓輸出線。

4.汞燈的調換

在進行汞燈調換時，請務必關斷所有電源；調換汞燈時，注意不要用手觸摸燈管表面。調換步驟如下：

（1）打開儀器外殼燈室上方圓形塑料蓋，即可看清燈室上方狀況；

（2）卸下固定滑板，即可看清燈室內部狀況；

（3）旋松汞燈上方電極的滾花螺帽，拿出連接線，注意不要將連接線滑入儀器內部；

（4）通過固定燈用螺絲刀插孔旋松燈下端固定螺釘；

（5）拿出舊燈，換上新燈。

七、儀器故障及判斷

開機穩定后，作一個純凈水的全波段掃描（200-600nm），與正常儀器水的譜圖相比較，看譜圖形狀是否相近。觀察水的散射峰是否在254±2nm左右，觀察水的拉曼峰是否在279±2nm左右，看出峰位置是否正確。如果滿足上述條件，說明儀器是正常的。

①儀器開機自檢不通過，計算機系統出錯。

②驅動電路出錯，電機故障。

③顯示結果不穩定。光門開啟不正常，負高壓不穩定，光源不穩定，樣品本身不穩定。

④顯示結果異常偏低，汞燈壽命到。或汞燈的光不能聚焦在其狹逢上，調節汞燈光源位置。靈敏度設置60和99，量其電壓是否在550V和900V左右。

⑤無結果顯示。無激發光源（汞燈不亮），無負高壓。光門沒有開啟，信號傳輸線斷開。

⑥無負高壓。負高壓開關沒有被壓下或壞（樣品池蓋子旁的微動開關），負高壓轉換開關在手動狀態，查負高壓是否正常，檢查方法如下：將儀器靈敏度設置為60，萬用表在直流檔1000V以上，把負高壓的輸出頭拔下，萬用表的一頭放在負高壓的輸出端，另一端接地（負高壓的外殼或負高壓的接地端），壓下樣品池下的微動開關，測量電壓值在550V左右。同樣方法，將靈敏度設置為99，測量其電壓值在900V左右，如偏低，調節儀器面板后放大板上的電位器，將其調到900V左右。說明負高壓正常。如果靈敏度設置從60到99變化，測量其電壓不是以上范圍或變化小，或不變，調節電位器后仍不變，則負高壓有問題。如偏離，調節方法如下：

打開儀器，打開光路部分的蓋子，調節光柵后面左下方的螺釘，先松開里面的螺釘，調節外面的螺釘，幅度不要太大，大概15度左右為1nm，如波長偏大，則順時針調節，反之，逆時針調節。調一點，測一次，幅度不要太大，正確后固定里面的螺釘。

八、結束語

定量熒光儀中除汞燈外大多數電路為小功率電路，一般情況下不容易損壞，很多故障經過調節機內的可調部件便可解決。由于該定量熒光儀的汞燈的開關和主機開關分離，在使用過程中，如果開機順序錯誤，很容易導致放大電路損壞。所以，建議廠家進行改進，可以先給微電腦和汞燈加電，在檢測汞燈的狀態正常后再給放大電路加電。只需對電路和微電腦的程序少做改動即可解決。這樣便可避免由于開機順序的緣故導致儀器的損壞。

作者簡介：李攀（1981—），男，湖北恩施人，碩士研究生，助理工程師，主要從事醫療設備管理工作。