環境中有機污染物的加重以及生物科學的飛速發展，均需要有效的分析檢測方法推動研究的繼續前進，熒光光譜技術由于其特殊的優越性，被選擇用于環境中有機污染物的分析檢測和生物科學中化學成分的定性與定量分析。本文從研究背景以及熒光光譜技術特點出發，綜合論述了同步熒光光譜技術在分析化學中的應用研究進展。

　　關鍵詞：熒光光譜技術；分析化學；生物科學

　　熒光分析法誕生于19世紀60年代，由于該方法的選擇性較好、測定參數多（比如熒光的壽命、熒光的量子產率、激發波長、發射波長和熒光的各向異性等等）、靈敏度高、檢測方法多樣化，可根據樣品的實際測量條件適當調整方法，對其加以選擇，故而總結出該方法的適用性較強、選擇性高和線性范圍較寬等特點，是一種簡便又實用的化學分析技術[1]。近年來，生物科學的快速發展對分析化學領域的要求更加嚴格，也創造了更多機遇，大量的新課題集中出現，尤其是對多肽、核酸以及蛋白質等生物大分子的研究分析，還有其他生物藥物分析，以及超微量和超痕量生物活性分析，微生物分析也被研究。熒光光譜除了以上談到的用于生物科學領域的分析研究以外，還多被用于多環芳烴的分析研究。上世紀中后期，隨著工農業的飛速發展，大量的煤炭、石油不僅在工業生產和交通運輸中廣泛應用，連百姓日常生活也經常使用，這類燃料的使用會產生大量多環芳烴類物質，經研究發現該類物質是導致目前癌癥發病率居高不下的原因之一，現已成為全球各國共同關注的有機污染物[2]。該類有機污染物不僅具有毒性，而且可在環境中持續累積，以及它的半揮發性使得其可在環境中長久的存在下去，因此這種多環芳烴也被歸納到持久性有機污染物（POPs）中。多環芳烴即為2個或2個以上的苯環連在一起的有機化合物。苯環會以2種方式連在一起：其一，非稠環型，每個苯環提供一個碳原子來使得苯環之間相連，典型的有聯苯、聯三苯等；其二，稠環型，2個苯環共同擁有2個碳原子，例如萘、蒽等。通常說的多環芳烴一般是指第2種，稠環型化合物。這類多環芳烴的數量多、分布范圍廣，人類長期暴露在這類化合物中，免疫系統和生殖系統都會被破壞，還會致癌。現在已經有400余種多環芳烴及其衍生物被確定為具有致癌性，占致癌物總數的三分之一以上[3]。因此，尋找有效的分析檢測方法（熒光光譜技術）測定出環境中、食物中的該類物質，可最大限度地減少該類有機污染物對人類以及其他生物的危害。目前，我國非常注重環保材料的生產和使用，比如，綠色健康環保型建筑材料的研發和使用[4]。

　　1熒光光譜技術及其優點

　　熒光光譜技術是基于熒光分光光度劑的分子層面上的光譜分析方法，定量和定性分析皆可。由于一些物質具有熒光性質，這類物質被紫外光或可見光照射之后可以發射出熒光，熒光光譜中就剛好反映了該物質獨特性質，該技術目前被眾多領域的研究人員廣泛使用，而且發展空間較大。一般來說，物質處于穩定態時電子均處于單重態中的基態，若是受到外界刺激，則會引發基態中的電子向高能級躍遷，此時的電子處于激發態，會通過內部轉換作用和振動弛豫等非輻射方式回到基態。與此同時，伴有能量損失，發射出熒光光子，捕捉這些光子繪出光譜圖，即可用來分析物質的性質。熒光光譜技術的優點主要有以下幾點：靈敏度高、選擇性強、需要樣品量極少、光譜包含信息量較大、操作方便快捷，而且環保[5，6]。熒光光譜技術主要分為幾大類：（1）常規的熒光光譜技術，這類方法簡單有效又直接，使用率極高。（2）三維熒光光譜技術，就是激發波長、發射波長和熒光強度。結果的表現方式為等角三維投影圖和等高線圖，光譜中所包含的信息更完整。（3）導數熒光光譜技術。（4）時間分辨熒光光譜技術。（5）空間分辨熒光光譜技術。（6）同步熒光光譜技術，基于三維熒光光譜技術發展起來的，同時掃描激發波長和發射波長來測定熒光強度。同步熒光光譜技術又細分為四種類型：固定波長同步熒光光譜、固定能量同步熒光光譜、可變波長同步熒光光譜、恒基體同步熒光光譜。

　　2同步熒光光譜法在分析化學中的應用研究

　　近年來我國相關領域的研究者也積極將同步熒光光譜法應用于化學分析中，主要集中于生物科學分析領域。朱西挺[7]等人以同步熒光光譜法研究了肌紅蛋白與藥物間的相互作用。實驗得出，肌紅蛋白的鐵嚇琳環熒光光譜的發射峰所處位置并沒有移動，發生峰的強度卻隨著鹽酸洛美利嗪含量的增多而減小，表明蛋白質與藥物之間產生了作用。而且，肌紅蛋白中酪氨酸的熒光光譜激發峰的強度呈現先減弱后增強的趨勢，峰的位置也產生了紅移，表明蛋白質的構象和結構均發生了改變，締合作用在蛋白質的分子間發生，形成了氫鍵。張源[8]等人利用同步熒光光譜法研究了腫瘤芳香族氨基酸殘基（Tyr和Trp）含量的變化，所測結果顯示腫瘤患者血液中的殘基熒光峰的強度都比健康實驗者的，該結果與用動物所測的數據一致。若是采取腫瘤中蛋白質來進行實驗，結果卻與用血漿作為樣本時相反，腫瘤組織中殘基的熒光峰強度會隨著腫瘤產生的時間增加而減弱。由此，作者推測殘基的蛋白質極有可能與腫瘤的惡化或減輕有關。并分析具體原因為癌細胞在病變的過程中極有可能會降低對芳香氨基酸的攝取，結果會致使Tyr或Trp殘基合成蛋白質的量大大減少；另一個原因，腫瘤中Tyr或Trp殘基對蛋白質的分解代謝能力增加。李道金[9]利用熒光法、同步熒光光譜法、三維熒光光譜法和圓二色譜法研究了頭孢吡肟鹽酸鹽與牛血清白蛋白的相互作用。作者借助分子光譜研究了頭孢吡肟鹽酸鹽和牛血清白蛋白在pH值不同時二者之間的相互作用，結果表明，當pH=7.4，中性條件下結合力達到最強。通過計算得到的猝滅速率常數與結合常數的值表明了明該類體系的熒光猝滅為靜態猝滅，且結合力處中等水平，于此同時，利用熒光光譜法也探索了頭孢吡肟鹽酸鹽對牛血清白蛋白構象是否有影響，若是有，又是影響了什么。牛血清白蛋白若是變性，則會導致其與頭孢吡肟鹽酸鹽之間的結合力減小。最后，還研究了金屬離子是否對頭孢吡肟鹽酸鹽與牛血清白蛋白之間的結合結合常數有影響。吳曉紅[10]等人利用同步熒光光譜法探究了竹紅菌甲素（HA）對肌紅蛋白和血紅蛋白構象的影響。實驗結果表明，當加入HA后，肌紅蛋白與血紅蛋白的熒光光譜都發生了紅移現象，這表明HA與二者均發生了相互作用，改變了肌紅蛋白與血紅蛋白的構象，使得蛋白質中的氨基酸殘基的暴露程度加大，所存在的微環境發生了顯著的改變，導致其疏水性減弱，后來轉變成了親水性，進而有了熒光猝滅。

　　3結束語

　　食品科學、生物科學以及工農業的飛速發展對化學分析的精度和效率提出更高的要求，同步熒光光譜法作為化學分析技術中使用率甚高的技術之一，受到研究者們的青睞，在未來的研究中，期望探尋出新的熒光劑，可用于分析檢測一些沒有熒光性質的物質，為環境工程、生物科學以及食品科學領域的進步添磚加瓦。

　　作者：曹志俊 徐丹 邵鈺茹 陳豐