共振光散射技術(shù)的原理與應(yīng)用

唐卓雅 湖南廣益實(shí)驗(yàn)中學(xué)

共振光散射技術(shù)的原理與應(yīng)用

唐卓雅 湖南廣益實(shí)驗(yàn)中學(xué)

共振光散射技術(shù)在近年來得到了迅速的發(fā)展，該種技術(shù)快速、簡(jiǎn)便、靈敏，在一臺(tái)普通熒光分光光度計(jì)即可完成分析。本文分析了共振光散射技術(shù)的原理與特點(diǎn)，并從無機(jī)元素分析、生化分析、納米材料分析幾個(gè)方面分析了共振光散射技術(shù)的應(yīng)用。

共振光散射技術(shù) 原理 應(yīng)用

共振光散射技術(shù)是一種可以在普通熒光分光光度計(jì)上完成分析測(cè)定的技術(shù)，它操作步驟簡(jiǎn)單，被廣泛應(yīng)用于生活中的各個(gè)方面。本文闡述了共振光散射技術(shù)的原理，并介紹了共振光散射技術(shù)在無機(jī)元素分析、生化分析以及納米材料分析等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀。

1 共振光散射技術(shù)的原理與特點(diǎn)

1.1 共振光散射技術(shù)的原理

當(dāng)溶液中介質(zhì)的直徑比入射光波大很多時(shí)，發(fā)生的散射現(xiàn)象可看作光波的反射和折射；當(dāng)介質(zhì)的直徑與入射光波長(zhǎng)度相等或者相差不多時(shí)，產(chǎn)生的是丁達(dá)爾散射；而當(dāng)介質(zhì)的直徑d≦20 0（波長(zhǎng)）時(shí)，產(chǎn)生的則是分子散射。分子散射與折光指數(shù)的漲落密切相關(guān)，折光指數(shù)又受到入射光和散射光的光波長(zhǎng)度影響，當(dāng)入射光呈90°且d≦20 0時(shí)，散射光的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的四次方呈反比，當(dāng)入射光的波長(zhǎng)與分子吸收帶相差不多時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，但這時(shí)光的散射強(qiáng)度較低，甚至比溶液的散射強(qiáng)度還要低1~2級(jí)，所以在這種情況下，需要利用高濃度的有機(jī)染料對(duì)溶液中的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，但如果分子在溶液中形成了聚集物，那么聚集物會(huì)增強(qiáng)共振光的散射效果，在這種情況下，即便使用普通的熒光分光光度計(jì)也可以達(dá)到檢測(cè)效果。在相同條件下，共振光的散射強(qiáng)度與溶液中散射粒子的濃度呈正比，因此共振光可以用來測(cè)定溶液中散射粒子的濃度。

共散射即一束光線通過介質(zhì)時(shí)，在入射光以外方向上的光強(qiáng)現(xiàn)象，這屬于物質(zhì)與電磁輻射的表現(xiàn)形式，分子在吸收能量之后，電子會(huì)躍遷至電子激發(fā)態(tài)，這可以讓電子激發(fā)到一定的振動(dòng)能級(jí)。在10~12s的時(shí)間內(nèi)，電子會(huì)返回原來能級(jí)，發(fā)出瑞利光散射。

1.2 共振光散射技術(shù)的原理的優(yōu)勢(shì)與不足

共振光散射技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在幾個(gè)方面：

首先，靈敏度較高，信號(hào)水平與瑞利散射相比，提高了幾個(gè)等級(jí)，可以應(yīng)用在各類稀溶液的研究中；

其次，檢測(cè)方便，利用共振光散射技術(shù)，可以得出RLS光譜的特征，RLS信號(hào)水平非常高，可以直接替代價(jià)格高昂的激光，并利用普通熒光分光光度計(jì)獲取到完整光譜，為RLS光譜特征的研究提供了良好的環(huán)境，且該種方式價(jià)格低廉。

再次，操作簡(jiǎn)單，共振光散射技術(shù)的操作非常簡(jiǎn)單，能夠達(dá)到納克級(jí)，這種分析方法是常規(guī)分析方法所無法比擬的，對(duì)于溶液中無熒光和顏色變化的反應(yīng)，也可以借助RLS法進(jìn)行檢測(cè)，擴(kuò)大了探針范圍，操作簡(jiǎn)單。

2 共振光散射技術(shù)的應(yīng)用

2.1 共振光散射技術(shù)在無機(jī)元素分析方面的應(yīng)用

共振光散射技術(shù)在測(cè)定溶液中的無機(jī)元素時(shí)，常用的測(cè)定方法為RLS法。無機(jī)離子在測(cè)試過程中，會(huì)產(chǎn)生一系列不同的效果，如：無機(jī)離子可以與加入的試劑生成疏水性締合物，或者是生成以納米形式存在于溶液之中的Se等等。在TritionX-100環(huán)境下，紫外線可以將Ag+還原為銀溶膠，因而，共振光散射技術(shù)在無機(jī)元素分析方面，擁有較高的準(zhǔn)確度和靈敏度。鉻、鉛、錫是無機(jī)重金屬元素，在測(cè)定這些元素時(shí)，常常使用共振光散射技術(shù)。

2.3 共振光散射技術(shù)在納米材料分析方面的應(yīng)用

共振光散射技術(shù)常用在測(cè)定金納米粒子以及鹵化銀納米粒子的過程中。

第一，測(cè)定金納米粒子。研究發(fā)現(xiàn)，把金納米粒子加入到熒光體系中，可以降低熒光體系的吸光度，而且不同濃度的金納米粒子對(duì)熒光素吸光度的影響也不盡相同，因而可以在此基礎(chǔ)上，繪制出金納米粒子濃度與吸光度的關(guān)系曲線，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)定金納米粒子的目的。

第二，測(cè)定鹵化銀納米粒子。鹵化銀納米粒子在不同的散射波長(zhǎng)環(huán)境下，會(huì)產(chǎn)生不同的共振散射峰，同時(shí)溶液中鹵化銀納米粒子的濃度影響著共振散射信號(hào)的強(qiáng)度。研究人員根據(jù)熒光濃度與共振光散射之間存在的緊密聯(lián)系，提出了鹵化銀納米粒子熒光的產(chǎn)生機(jī)理，并對(duì)熒光與共振散射之間的關(guān)系做出了解釋，

3 結(jié)束語

綜上所述，共振光散射技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、迅速、靈敏度高等特點(diǎn)。通過上述對(duì)共振光散射技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的介紹，我們了解到，共振光散射技術(shù)在無機(jī)元素以及氨基酸和蛋白質(zhì)等藥物成分的測(cè)定方面，測(cè)定效果比其他方法測(cè)得的結(jié)果更準(zhǔn)確，更高效，同時(shí)它的應(yīng)用范圍也在不斷拓寬。因此，未來應(yīng)該加大對(duì)共振光散射技術(shù)的研究，推動(dòng)共振光散射技術(shù)在分析領(lǐng)域的不斷發(fā)展。

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