激光诱导荧光技术(LIF)的研究

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激光诱导荧光光谱技术

No. 12
应用
(3)燃烧系统中的应用
测量温度、粒子浓度等。LIF方法在火焰中粒子浓度的测量包括： ① 瞬态自由基粒子的测量。瞬态自由基是燃烧中的反应中间体，如OH等。 ② 污染粒子测量，用于对污染物的控制与排放，常见的污染粒子有NO、CO、NO2、SO2等分子， LIF方法的空间与时间的分辨测量有助于深入理解燃烧过程中这些粒子形成的机理。 ③ 金属粒子的测量，如Na、K、NaS等。
No. 11
应用
(2)水质监测
LIF 遥测系统以355 nm 激发波长的Nd-YAG晶体激光器为激发光源, 脉冲宽度4 ns , 重复频率10Hz 。脉冲激光通过卡塞格伦望远镜射入待测水体, 后向散射的荧光进入望远镜, 使用光纤分为两路, 一路通过干涉滤光片, 光电倍增管测量作为水拉曼光强度, 另一路通过安装有中心波长为355 、450 和685 nm 三块干涉滤光片的转轮, 以光电倍增管测量瑞利散射光、DOM 荧光和叶绿素a 荧光强度。测得的瑞利散射光、DOM 荧光和叶绿素a 荧光强度以水拉曼光强度进行归一化, 记为瑞利散射因子、 DOM 荧光因子和叶绿素a 荧光因子, 分别与水体浊度、 DOM 浓度和叶绿素a 浓度成线性正相关。
光学组件：光路调整，光路转换，过滤杂散光等作用。
样品池：气体密闭池、液体池。窗口与光路上不产生激发光的散射，
窗口与池壁不产生荧光、样品池的窗口通常作成布儒斯特角。
光电探测器：光电倍增管、光电二极管、电荷耦合器件CCD等。
信号处理模块：信号采集、分析、显示和处理, 根据信号控制激光
器、检测光路和光电探测器等模块, 实现在线分析、处理和信号优化。
处于高能态的分子不稳定，在一定时间内它会从高能态返回到基态。在此过程中，分子会通过自发辐射释放能量发光而产生荧光，这就是激光诱导荧光。

激光诱导荧光光谱仪的特点及应用介绍

激光诱导荧光光谱仪的特点及应用介绍激光诱导荧光光谱仪（LIF）是基于激光荧光光谱技术的一种仪器。

使用激光束激发样品中的荧光分子，再通过荧光分子发出的光进行分析和检测。

本文将介绍LIF的特点及其应用。

一、LIF的特点1. 高分辨率LIF检测方法的检测灵敏度非常高，可以达到ppb（10-9）的级别。

同时，它的分辨率也极高，可以轻松实现nm（10-9）级别的分辨能力。

2. 非破坏性检测LIF的激发方法是使用激光来刺激样品中的荧光分子，因此不需要使用试剂或化学处理样品。

这种非破坏性检测方法可以有效避免样品被污染或被毁坏的风险。

3. 灵敏度高LIF仪器可以检测非常小的样品量，通常只需要微升级别的样品，即可得到足够的信号。

此外，LIF还有极高的分析速度和高精度。

4. 检测范围广LIF可以对多种物质进行检测，包括生物分子、有机物、无机盐、气体等等。

这种广泛的检测范围使得LIF成为一种多功能性的检测技术，可以用于许多不同领域。

二、LIF的应用1. 生物医学领域LIF在生物医学领域的应用非常广泛，常被用于病原体检测、药物筛选、生物分子的研究等方面。

因为LIF具有非常高的灵敏度和分辨率，所以能够检测到非常微小的基因和蛋白质，有助于生物医学领域的诊断和治疗。

2. 环境监测LIF也可以被应用于环境监测领域，比如空气和水质的检测。

以卤代烃类物质为例，使用激光激发样品中的卤代烃分子，通过监测荧光信号，可以得知样品中的卤代烃物质浓度。

此外，LIF还能在行星地质学、气象等方面应用。

3. 药物研发药物研发中，LIF被广泛用于药物筛选和分析。

使用LIF检测药物作用的生物分子，可以准确地测定药物的作用和分布。

4. 食品安全检测LIF也可以用于食品安全监测。

比如使用LIF检测食品中的有害物质，就能够快速准确地检测出未加工，在加工过程中添加的可以残留在食品中的有害物质。

结论总之，激光诱导荧光光谱仪（LIF）以其高分辨率、非破坏性检测、高灵敏度、广泛的检测范围等特点，在生物医学、环境监测、药物研发和食品安全方面都具有重要的应用价值。

激光诱导荧光LIF

LIF测量原理一、光致发光物理基础发光可以定义为原子或分子从激发态到较低能态经历的辐射发射过程。

如果激发态是通过吸收入射辐射产生的，那么源于这种激发态的发射就称为光致发光。

1. 分子轨道理论根据分子轨道理论，两个原子轨道结合时既可以形成成键分子轨道（bonding molecular orbit），又可以形成反键分子轨道（anti-bonding molecular orbit）。

基态时分子中的电子占据成键轨道，有机分子中原子间电子云以头碰头形式形成的单键分子轨道叫做σ轨道，相应的电子叫σ电子；肩并肩形式形成的分子轨道叫π轨道，相应的电子叫π电子。

相应的反键轨道分别用σ*和π*表示。

另外还有很多物质还含有非键轨道（non-bonding electron），即未共用电子或孤电子对，用n表示。

当吸收一定能量后，一定能级之间的电子可发生下图所示的四种跃迁：σ->σ*、n->σ*、n->π*、π->π*。

σ* 反键轨道π* 反键轨道n 非键轨道π成键轨道σ成键轨道分子轨道及电子能级跃迁2. 单线态和三线态电子的自旋状态可以用自旋多重度表示，对于基态的原子，对于一个给定轨道中的两个电子，必定具有相反的自旋方向，因此自旋多重度总等于1，称为单线态；当一个电子被激发到能量较高的电子态时，激发态可能是单线态，也可能是三线态。

从单线态激发称为三线态的概率是相当低的，较单线态要低若干个数量级，三线态的寿命比单线态长得多。

3 激发光谱和发射光谱荧光现象属于光致发光，涉用到两种辐射，即激发光（吸收）和发射光，因而也都具有两种特征光谱，即激发光谱和发射光谱。

这是荧光定性和定量分析的基本参数及依据。

1）激发光谱通过测量荧光体的发光通量（即强度）随激发光波长的变化而获得的光谱，称为激发光谱。

激发光谱的具体测绘方法，是通过扫描激发单色器，使不同波长的入射光照射激发荧光体，发出的荧光通过固定波长的发射单色器而照射到检测器上，检测其荧光强度，最后通过记录仪记录光强度对激发光波长的关系曲线，即为激发光谱。

基于激光诱导荧光共振发射法的温室气体成分测量与分析系统设计与研究

基于激光诱导荧光共振发射法的温室气体成分测量与分析系统设计与研究温室气体的浓度和分布对于气候变化的研究和全球环境监测至关重要。

为了准确测量和分析温室气体成分，科学家们常常使用基于激光诱导荧光共振发射法的气体测量系统。

激光诱导荧光共振发射法（LIF）是一种基于光与物质相互作用的分析技术。

该技术利用射入样品的激光光束将样品中的分子激发到激发态，然后通过测量分子自发发射的荧光来获取样品的信息。

在温室气体测量中，LIF技术可以用来测量和分析二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧气（O2）等关键气体的浓度和分布。

设计和研究基于LIF技术的温室气体成分测量与分析系统，主要包括以下几个关键部分：光源系统、激光系统、样品采集与准备系统、光学系统、荧光信号采集与处理系统以及数据分析与显示系统。

光源系统是整个系统的重要组成部分，它提供给激光系统所需的光源。

在LIF技术中，常用的光源包括气体激光器和固体激光器。

气体激光器主要用于提供连续波激光，而固体激光器则用于提供脉冲激光。

选择合适的光源能够提高测量的精度和准确性。

激光系统是将光源产生的光束进行调制，在光束中加入合适的波长和功率。

通过光束的调制和控制，激光系统能够满足样品的激发需求。

在LIF技术中，常用的激光系统包括连续波激光器和固体激光器。

样品采集与准备系统用于采集和准备待测样品。

在温室气体测量中，样品可以通过气体收集器、气体进样器或吸收器等装置采集。

在样品采集后，可以通过过滤、冷却、干燥等处理方式来净化和准备样品，以保证测量的准确性和稳定性。

光学系统用于引导和操控光束，使其与样品相互作用，并将样品发射的荧光信号引导到荧光信号采集与处理系统。

光学系统包括透镜、反射镜、光纤等光学器件，通过安排和组合这些器件，可以实现对光束的聚焦、扩束、偏转和分离等功能。

荧光信号采集与处理系统用于接收和处理样品发射的荧光信号。

荧光信号采集部分主要包括荧光信号接收器、信号放大器和滤波器等组件。

基于激光诱导荧光技术的肿瘤早期诊断研究

基于激光诱导荧光技术的肿瘤早期诊断研究肿瘤早期诊断是提高治愈率和生存率的关键。

传统的肿瘤检测方法常常需要对患者进行侵入性的手术切除或者使用有害的放射性药物，为患者带来不适和风险。

然而，随着生物医学技术的发展，一种非损伤性和高效的肿瘤早期诊断技术逐渐引起了人们的关注——基于激光诱导荧光技术。

基于激光诱导荧光技术（LIF）是一种利用激光光源激发荧光材料产生荧光信号，并通过收集和分析荧光信号来获得样本信息的技术方法。

这种技术常常结合荧光标记剂和光谱仪等设备使用。

在肿瘤早期诊断中，激光诱导荧光技术可以提供患者病变组织的高分辨率图像，并且可以检测细胞和组织的荧光强度、荧光寿命以及光谱特征等信息。

通过这些信息，医生可以判断病变组织的类型、位置和恶性程度，从而进行更准确的诊断和治疗。

使用激光诱导荧光技术进行肿瘤早期诊断具有许多优势。

首先，这种技术可以在无需手术切除的情况下进行诊断，降低了患者的痛苦和风险。

其次，激光诱导荧光技术可以在非侵入性条件下获得高分辨率的图像，对病变组织进行准确的定位和评估。

此外，这种技术还可以通过定量分析荧光信号的特性来评估病变组织的生物学特性和恶性程度，为个体化治疗和预后评估提供重要参考。

在肿瘤早期诊断领域，激光诱导荧光技术的应用也得到了广泛的研究。

一些研究团队已经开发出了多种基于激光诱导荧光技术的肿瘤诊断方法。

例如，基于荧光探针的肿瘤显像技术可以通过注射荧光探针来实现对肿瘤组织的高分辨率显像，可以在手术过程中辅助医生定位和切除肿瘤组织。

此外，一些研究还利用激光诱导荧光技术对肿瘤的光谱特性进行分析，发现了一些肿瘤特异性的荧光信号，为肿瘤的早期诊断和分期提供了新的思路。

然而，基于激光诱导荧光技术的肿瘤早期诊断仍面临一些挑战和限制。

首先，荧光探针的选择和设计是一个关键问题。

目前已有一些肿瘤特异性的荧光探针被开发出来，但其在临床实际应用中的效果仍需要进一步验证和改进。

此外，激光诱导荧光技术还需要相应的设备和技术支持，包括高能量和稳定的激光光源、灵敏的光谱仪以及高效的数据分析和处理方法。

激光诱导荧光光谱技术

处于高能态的分子不稳定，在一定时间内它会从高能态返回到基态。在此过程中，分子会通过自发辐射释放能量发光而产生荧光，这就是激光诱导荧光。
实际应用中，从荧光的分布，可以探测粒子的种类；从荧光的强弱，可得知粒子的浓度以及温度；利用其空间分辨性还可以测量粒子的浓度场、温度场。
3 系统组成
激光器：气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器等。
6 应用
目前LIF技术已应用于气体、液体、固体的测量中及燃烧、等离子体、喷射和流动现象中。
生物医学
环境其他
毛细血管电泳检测病变诊断叶绿素荧光分析基因突变 DNA分析
检测大气、水体污染、
检测火焰、流场等
5 应用
(1)叶绿素荧光寿命的测量
采用波长355 nm的激光作为光源激发叶绿素荧光,由光电倍增管接收其荧光信号,由于被测叶绿素荧光衰减函数与激光脉冲、仪器响应函数卷积在一起,根据它们的特性,运用时间分辨测量法分别测得叶绿素荧光及其背景信号,并结合解卷积算法可分离出真实的叶绿素荧光衰减函数,从而获取叶绿素的荧光寿命. 该方法能够实现叶绿素荧光寿命的高精度实时监测,通过对不同叶绿素含量的溶液荧光寿命测试,证明叶绿素含量与其荧光寿命具有相关性, 确定了叶绿素含量与荧光寿命的标定曲线.
5 应用
(4)痕量分析
凡是能发射荧光的物质都可以采用分子荧光法进行分析，例如许多无机物、有机物、生物和生化样品(如维生素、氨基酸、蛋白质、酶、药物、荷尔蒙、农药、病原抗体等)。
对于许多含量很低的生化样品，在高功率激光照射下很快发生热分解，可改用峰值功率很高而平均功率很低的窄脉冲激光激发，从而能获得一定的荧光强度而不破坏样品。
光学组件：光路调整，光路转换，过滤杂散光等作用。样品池：气体密闭池、液体池。窗口与光路上不产生激发光的散射，

激光诱导荧光法在过程气体分析中的颗粒物检测研究

激光诱导荧光法在过程气体分析中的颗粒物检测研究激光诱导荧光法（LIF）是一种应用于过程气体分析中的非侵入式检测技术。

它通过激光诱发样品发出的荧光信号来分析样品中的颗粒物。

这项技术在环境监测、大气污染控制、工业过程控制等领域具有广泛的应用前景。

本文将探讨激光诱导荧光法在过程气体分析中的颗粒物检测研究，并针对其相关技术原理、实验方法及应用前景进行详细阐述。

首先，我们需要了解激光诱导荧光法的基本原理。

该技术利用激光器产生的窄束激光照射待测样品，样品中的颗粒物吸收激光能量后发出荧光信号。

这些荧光信号具有特定的波长和强度，可以用来表征颗粒物的特性和浓度。

通过分析荧光信号的强度和谱线形状，可以获得关于颗粒物的定量和定性信息。

其次，我们需要了解激光诱导荧光法的实验方法。

在实验中，首先需要选择适当的激光器和荧光探测器。

通常使用的激光器包括氩离子激光器、固态激光器和二极管激光器等，而荧光探测器通常采用光电倍增管或光电二极管。

其次，需要设计合适的实验装置，包括样品处理系统、光学系统和数据采集系统等。

样品处理系统可通过吸辉光、散射等方式对待测样品进行预处理，以提高颗粒物的检测效果。

光学系统用于激光照射和荧光信号的收集，并通过光谱仪等设备对荧光信号进行分析和记录。

数据采集系统则用于实时获取和处理荧光信号的强度和光谱信息。

激光诱导荧光法在过程气体分析中的颗粒物检测研究可以应用于多个领域。

首先，在环境监测方面，该技术可用于大气颗粒物的在线监测和分析，例如，通过测量大气中PM2.5和PM10等细颗粒物的浓度和组成，可以评估空气质量并制定相应的环境保护政策。

其次，在工业过程控制中，激光诱导荧光法可用于监测和控制工业生产过程中的颗粒物排放，以确保生产过程的安全和环保。

此外，在生物医学领域，该技术还可以应用于细胞和组织的荧光成像和药物递送等研究中。

激光诱导荧光法在过程气体分析中的颗粒物检测研究还存在一些挑战和发展方向。

首先，当前的实验方法和装置仍然有待进一步改进，以提高颗粒物检测的灵敏度和精度。

激光诱导荧光技术在海洋水质监测中的应用

激光诱导荧光技术在海洋水质监测中的应用激光诱导荧光技术（LIF）是一种光谱分析技术，通过利用激光作为激发光源，诱导样品中的荧光发射信号，实现对样品的定量分析与检测。

在海洋水质监测领域，激光诱导荧光技术已经被广泛应用，为海洋环境保护与管理提供了有效的技术手段。

激光诱导荧光技术的原理是通过激光对水中的溶解性有机物（DOM）进行激发，从而产生荧光信号。

溶解性有机物是海洋水质监测中的重要指标之一，它既可以反映海洋富营养化程度，也可以用来评估水生态系统的健康状况。

传统的方法通常采用的是显微镜和化学分析等手段来测量溶解性有机物的含量，但这些方法不仅操作繁琐，而且需要大量的时间和人力资源。

相比之下，激光诱导荧光技术具有快速、准确、无损伤等优点，因此被广泛应用于海洋水质监测。

首先，该技术可以快速获取大量的数据，并实现实时监测。

通过选择不同波长的激光光源，可以激发样品中的特定组分发出荧光信号，从而实现对多个指标的同时测量。

这使得海洋监测人员可以及时了解海洋水质状况的变化，并作出相应的调整和决策，保护和管理海洋生态系统。

其次，激光诱导荧光技术还具有较高的测量精度和准确性。

在样品处理过程中，不需要添加任何化学试剂，减少了产生误差的可能性。

同时，由于荧光信号的强度与样品中特定组分的含量成正比，因此可以通过荧光信号的强弱来定量分析溶解性有机物的浓度，提高数据的可靠性和精度。

此外，激光诱导荧光技术还能够对特定的溶解性有机物进行快速鉴别和定位。

传统的方法需要进行复杂的化学分析，而激光诱导荧光技术只需利用特定的波长激光来激发样品，就能够得到特定组分的荧光信号。

通过对这些荧光信号的分析，可以判断出溶解性有机物的类型和来源，为寻找污染物的来源和监测状况提供了重要的依据。

在实际应用中，激光诱导荧光技术已经成功应用于海洋富营养化和沿海水质监测中。

比如，在海洋富营养化监测中，通过测量海洋中叶绿素等溶解性有机物的含量，可以及时监测和评估海水中藻类和蓝藻等富营养化指标的变化，及时采取措施防止海洋生态系统受到破坏。

激光诱导荧光光谱

激光诱导荧光光谱激光诱导荧光光谱（Laser-Induced Fluorescence Spectroscopy，简称LIF）是一种常见的光谱分析技术，广泛应用于生物医学、环境、材料等领域。

本文将介绍激光诱导荧光光谱的基本原理、应用和发展趋势。

激光诱导荧光光谱是一种通过激光进样样品，通过光的诱导机制产生荧光，并通过光谱分析荧光特性来判定样品的成分和性质的技术。

在LIF中，激光光源通过光学透镜成一个点，照射到样品表面或样品内部。

样品中的分子吸收入射光能量，并通过电荷转移或激发态跃迁的方式将能量转化为荧光。

荧光光子经过处理后，通过光谱仪进行检测和分析，得到荧光光谱信息。

通过分析荧光光谱特征，可以了解样品的化学成分、结构和性质。

激光诱导荧光光谱在生物医学领域有广泛应用。

例如，通过荧光标记蛋白质、细胞或分子，可以实现对生物分子和细胞的检测和定位。

通过针对特定蛋白质或染料的荧光探针，可以实现对细胞内生化分子的成像和分析。

光谱分析可以提供准确的信息，用于诊断和研究各种疾病，如肿瘤、心血管疾病等。

此外，激光诱导荧光光谱还在环境监测和材料科学等方面得到广泛应用。

LIF技术的优点之一是其高灵敏度和选择性。

由于荧光往往是一个特定基团或物质的属性，因此可以通过荧光信号来识别不同的化学物质。

同时，激光诱导荧光光谱也具有高灵敏度，可以检测到非常低浓度的物质。

这使得LIF在追踪和分析环境中微量物质、检测生物分子以及荧光探针的研发等方面具有潜力。

此外，LIF技术还具有快速性和非破坏性。

相对于传统的化学分析方法，激光诱导荧光光谱可以快速获取样品的荧光光谱信息，避免了长时间的化学反应和分析步骤。

同时，LIF对于样品的破坏非常小，可以进行无损检测，保留样品的完整性和结构。

然而，激光诱导荧光光谱在应用中也面临一些挑战。

首先是荧光信号的强度。

由于背景荧光或其他干扰信号的存在，荧光信号常常被掩盖或稀释。

因此，需要采取一系列信号增强和背景抑制的手段来提高信噪比。

266nm激光光解c2h5ssc2h5产物的激光诱导荧光光谱

266nm激光光解c2h5ssc2h5产物的激光诱导荧光光谱本文主要介绍了使用266nm激光诱导荧光光谱技术对C2H5SSC2H5分子在激光光解过程中产生的产物进行研究的研究方法和结果。

本文旨在探究激光诱导荧光光谱技术在分析化学中的应用，以及对C2H5SSC2H5分子的光化学反应机理进行研究。

【正文】一、激光诱导荧光光谱技术简介激光诱导荧光光谱技术（LIF）是一种基于激光诱导荧光原理的分析技术。

该技术通过激光的激发作用，使样品中的某些分子或离子产生荧光，然后利用荧光的发射光谱来分析样品中的物质成分和结构。

激光诱导荧光光谱技术具有灵敏度高、选择性好、分辨率高等优点，可用于分析化学、生物医学等领域。

二、C2H5SSC2H5分子光化学反应机理简介C2H5SSC2H5分子是一种含有硫的有机分子，其光化学反应机理很复杂。

在激光光解过程中，C2H5SSC2H5分子会被激光分解成多种产物，其中包括硫醇、硫化氢、二硫化碳等。

C2H5SSC2H5分子的光化学反应机理研究对于了解硫化物分子的光化学反应机理、有机硫化物的光解和光化学反应具有重要意义。

三、实验方法1. 实验仪器本次实验主要使用的仪器为激光诱导荧光光谱仪和激光器。

激光器使用的是266nm波长的固体激光器。

2. 实验样品本次实验使用的样品为C2H5SSC2H5分子。

3. 实验步骤（1）将C2H5SSC2H5分子溶解在甲醇中，制备成浓度为10-4mol/L 的样品溶液。

（2）将样品溶液注入激光诱导荧光光谱仪中，调节激光器输出波长为266nm，激发样品中的C2H5SSC2H5分子。

（3）测量样品产生的荧光光谱，并对光谱数据进行分析和处理。

四、实验结果与分析本次实验测得了C2H5SSC2H5分子在激光光解过程中产生的产物的荧光光谱，并对光谱数据进行了分析和处理。

实验结果表明，C2H5SSC2H5分子在激光光解过程中会产生多种产物，其中包括硫醇、硫化氢、二硫化碳等。

激光诱导荧光流动显示实验

激光诱导荧光流场显示实验一、实验目的1. 掌握激光诱导荧光流动显示的基本原理；2. 利用激光诱导荧光流场显示装置对水流场进行可视化并记录其流场信息；3. 学习对所捕捉的流场信息进行处理和分析。

二、实验装置激光诱导荧光流动显示装置示意图连续激光源三、实验原理连续激光器光缆片光镜头片光实验段CCD 相机激光诱导荧光(LIF)是一种可视化激光诊断方法，由于激光本身良好的选择性，被广泛应用到力学上的流动显示及颗粒浓度、压力、温度等物理参数的测量。

因为每种物质分子中都具有一系列紧密相隔的能带，而每个能带中又包含一系列的振动能级和转动能级。

大多数分子在室温时均处于基态的较低振动能级。

当入射激光和被照射的荧光物质的分子具有相同的频率时，则发生共振现象，激光被该物质的分子所吸收，一些吸收了能量的分子跃迁至较高能级而成为激发分子。

这些激发分子极不稳定，在很短暂的时间内(约10-8s)，它们首先因相互撞击而以热的形式损失掉一部分能量，从所处的激发能级下降至第一电子激发态的最低振动能级，此时并无辐射，然后再由这一能级下降至基态的任何振动能级。

在后一过程中，激发分子以一定波长的光的形式放出它们吸收的能量，所发出的光称为诱导荧光。

用相机等图像采集工具记录下随流体一起流动的荧光物质的荧光，从而实现对复杂流场的可视化。

四、实验方法与步骤本实验主要在自制小型循环水槽中进行，采用摄像机或照相机进行流动显示记录。

1）检查自制循环水槽的水箱水位是否大于3/4，如果没有则需重新加水至约3/4水位；2）若是进行氢气泡流动显示，则需在打开水泵之前，将发电钨丝安装好，一般安装于视场所在平面，钨丝需拉直、固定；如果是采用荧光物质注入模型，则需要提前配好荧光彩液，关闭彩液等待使用。

3）顺时针转动连续激光源控制面板上的钥匙，打开连续激光源的“power”开关，待风扇稳定工作几分钟后，缓慢顺时针转动液晶屏下的黑色旋钮，直到出现绿光。

4）利用三脚架，夹具等装置将激光片光调整到与钨丝或荧光液注入点重合。

用激光诱导荧光法（LIF）研究燃油喷雾的撞壁混合过程（1）：测试原…

用激光诱导荧光法（LIF）研究燃油喷雾的撞壁混合过程
（1）：测试原…
汪洋;苏万华
【期刊名称】《燃烧科学与技术》
【年(卷),期】1996(002)004
【摘要】本文介绍了一种利用柴油自身的荧光特性测量柴油喷雾浓度的新方法，和以往的方法相比，具有测量精度高而设备成本低的特点，通过对平面撞壁过程的研究，发现喷雾着避之后，壁喷区的燃油浓度开始急剧耗散，在壁喷区的外围，出现壁喷漩涡现象。

【总页数】13页(P329-341)
【作者】汪洋;苏万华
【作者单位】天津大学;天津大学
【正文语种】中文
【中图分类】TK421.43
【相关文献】
1.内燃机燃油喷雾撞壁研究进展综述 [J], 陈贝凌;董文辉;马天宇;丰雷;耿超;刘海峰;尧命发
2.柴油喷雾撞壁混合过程的研究 [J], 余皎;赵昌普;苏万华
3.激光诱导荧光法研究柴油机新概念燃烧中的喷雾混合过程 [J], 汪洋;谢辉;苏万华;赵昌朴;余皎;林铁坚
4.用激光诱导荧光法（LIF）研究燃油喷雾的撞壁混合过程（2）：曲面撞… [J], 汪洋;苏万华
5.撞壁对柴油喷雾燃油分布影响的试验和计算 [J], 毛立伟;苏万华;裴毅强;邬斌扬;冯孝公;赵舟
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激光诱导荧光光谱

激光诱导荧光光谱
激光诱导荧光光谱（Laser-Induced Fluorescence，简称LIF）是一种用于测量物质分子吸收和发射光的光谱技术。

它通过使用高能激光器产生的脉冲光束照射样品，使样品中的分子被激发到高能级状态，然后通过自发辐射或外部光激励的方式返回到低能级状态，释放出荧光光子。

这些荧光光子可以被探测器捕捉并转换成电信号，进而得到样品的光谱信息。

LIF技术具有高灵敏度、高时间分辨率和空间分辨率等优点，因此在化学、生物、材料科学等领域得到了广泛应用。

例如，在环境监测中，LIF可以用于检测水中的重金属离子、有机污染物等；在生物医学研究中，LIF可以用于研究细胞内的蛋白质结构、代谢过程等；在材料科学中，LIF可以用于研究材料的光学性质、表面反应动力学等。

激光诱导荧光光谱作为一种强大的光谱分析工具，为我们提供了一种非侵入性、实时、高灵敏度的研究手段，有助于揭示物质的微观结构和动态过程。

随着激光技术和荧光探测技术的不断发展，LIF在未来的应用前景将更加广阔。

激光诱导荧光成像技术在生物学研究中的应用

激光诱导荧光成像技术在生物学研究中的应用生物学作为一门研究生命现象的学科，旨在探究生命对于自然环境的适应性及其内部机制。

随着科技的发展，人们对于生命现象的研究手段也在不断进步，其中激光诱导荧光成像技术是一项在生物学研究中广泛应用的技术手段。

激光诱导荧光成像技术顾名思义，是通过激光的照射使样品内所含有的荧光分子产生荧光。

该技术主要针对的是内含有荧光分子的样品，如细胞、组织等。

在成像时，通过特定的光学镜头对样品进行扫描，再通过计算机对所得到的图像进行处理，数据分析可反馈荧光分子在样品内的位置、数量、分布等信息。

这样的成像方式，使得静态和动态的生物学过程可以被研究者所观察，从而揭示出人们以往难以了解的事实。

一、激光诱导荧光成像技术的优点激光诱导荧光成像技术可以应用于生物学领域的各个方面，包括植物学、动物学、分子生物学、细胞生物学等。

其背后的优点在于：1. 光学分辨率高与传统荧光显微镜(FLM)相比，激光诱导荧光成像技术具有更高的分辨率。

传统荧光显微镜分辨率在200~300 nm左右，而激光诱导荧光成像技术的分辨率可达到10 nm以下。

这为研究者工作提供了更高的精度和准确性。

2. 可以对小体积样品进行成像激光诱导荧光成像技术在成像时所用到的激光光束能够高效穿透样品，同时采取点扫描成像技术，使得该技术能够对小样品进行成像。

这在降低所需的荧光标记分子种类、提高样品存活率的同时，还降低了研究者的成本和样品的浪费。

3. 非侵入性特点相较于传统的显微观察和切片染色技术，激光诱导荧光成像技术具有非侵入性特点。

激光成像方法只会对样品内部所含有荧光分子进行激发，避免了对样品本身结构的破坏，这保证了生物试验的完整性。

二、激光诱导荧光成像技术在生物学研究中被广泛应用，可以在各种生物过程中探索生物分子和细胞的详细特征，包括以下4个方面：1. 物种的生命周期通过激光诱导荧光成像技术，可以精确地观察和探究生命物种的生命周期，包括胚胎发育、细胞周期、染色单体分离、细胞增殖、分化等生物过程。

激光成像技术在癌症诊断中的应用

激光成像技术在癌症诊断中的应用癌症是一种严重的疾病，它会大大降低患者的生活质量，并且会造成严重的身体伤害。

在早期发现和治疗癌症可以极大地提高患者的生存率和生活质量。

随着科技的发展，激光成像技术已经被广泛应用于癌症诊断和治疗。

本文将探讨激光成像技术在癌症诊断中的应用。

一、激光诱导荧光成像（LIF）技术激光诱导荧光成像技术是一种非侵入性的癌症诊断方法。

这种技术利用激光器从患者体内发出光束，然后光束会与身体组织中的荧光染料相互作用。

当光束与荧光染料相互作用时，荧光染料会发出特定颜色的荧光光谱，这些光谱可以通过光学成像设备捕捉到，并最终形成荧光图像。

通过分析荧光图像的颜色和强度，医生可以确定癌症细胞的存在。

LIF技术具有许多优点，包括非侵入性、高灵敏度、高分辨率和快速成像。

此外，该技术还可以用于检测多种类型的肿瘤，如前列腺癌、肺癌和卵巢癌等。

因此，LIF技术在癌症早期诊断和治疗中已经被广泛应用。

二、激光多光子显微镜技术激光多光子显微镜技术是一种高分辨率成像技术。

它利用激光光束的高能量来捕捉生物组织的显微图像。

与传统的荧光显微镜不同，激光多光子显微镜可以成像深层组织，同时也可以成像大面积的生物样品。

在癌细胞研究领域，激光多光子显微镜技术已被广泛应用。

它可以通过观察癌细胞的形态和运动，来揭示癌细胞发展的机制。

此外，激光多光子显微镜技术还可以用于评估肿瘤药物的疗效，为更精准的癌症治疗提供了帮助。

三、利用激光治疗癌症利用激光治疗癌症是一种相对新颖的方法。

它利用激光的高能量，直接作用于癌症细胞，破坏细胞结构，从而达到治疗的目的。

激光治疗的优点是：不会破坏健康组织，最大限度地降低治疗的副作用；治疗效果稳定，不容易复发；手术操作简单，不需要大剂量的放射线。

通过激光治疗癌症的研究表明，激光治疗在治疗早期癌症、部分肿瘤、胃肠道肿瘤、喉癌和口腔等多个领域表现出了很大的潜力。

总之，激光成像技术在癌症诊断和治疗中的应用前景广阔。

激光诱导荧光技术的新进展及应用前景

激光诱导荧光技术的新进展及应用前景激光诱导荧光技术（Laser Induced Fluorescence，简称LIF）是一种利用激光波长能量激发物质，使其发射荧光的技术。

在生物领域中，LIF技术因其高灵敏度、高选择性和非标记性等优势而受到广泛关注和应用。

近年来，LIF技术已经得到了广泛的发展和应用，在生物医学、环保、材料科学等领域中发挥着越来越重要的作用。

本文将针对LIF技术的新进展和应用前景进行探讨。

一、LIF技术的新进展1. 器件技术的提升LIF技术是依靠荧光谱仪进行信号检测的，因此在LIF技术中荧光谱仪的表现至关重要。

目前，LIF技术所使用的荧光谱仪的性能已经有了极大的提升，在不同波长区域、不同光强等多种条件下，荧光谱仪的灵敏度和选择性都得到了极大的提高，同时荧光谱仪的数据处理能力也得到了加强，可以更加准确的筛选出感兴趣的信号。

因此，荧光谱仪的提升为LIF技术的应用带来了更加可靠的技术保障。

2. 全息荧光成像技术LIF技术在生物医学领域的应用主要是在疾病诊断和治疗方面。

而通过全息荧光成像技术的结合，可以将LIF技术在细胞和组织水平中的观察和记录更加直观。

全息荧光成像技术是一种通过荧光谱仪将信号收集至立体成像的技术，可以在多个方向上进行观察，使得观测结果更加精确准确。

这一技术的应用将为生物医学研究带来更加立体和细节化的分析手段。

二、LIF技术的应用前景1. 生物医学方面LIF技术在生物医学领域的应用十分广泛，主要体现在肿瘤细胞检测、疾病诊断和治疗等方面。

通过对生物样本中LIF信号的捕捉和分析，可以准确的测量生物样本中的含量和浓度，从而实现细胞诊断和疾病分析。

同时，通过荧光标记的方式，可以在疾病诊断方面提供非侵入性、高灵敏度和高特异性的检测方法，这将在未来的生物医学应用中奠定基础。

2. 环保领域LIF技术也在环保领域有重要应用。

如在水污染监测方面，利用LIF技术可以对水中的微生物进行检测，从而更加准确地对水质进行监测和评估。

激光诱导荧光技术介绍

各部件相应功能
光源：提供窄线宽稳定的脉冲激光；光学组件：光路调整，光路转换，过滤杂散光等作用；荧光探测器：检测激光诱导荧光强度及分布；同步控制器：控制激光与探测器时序，以捕捉目标物种的荧光；采集软件：采集数据，并对数据进行处理；标定设备：对OH等自由基进行标定，获得绝对浓度
激光光源构成
对于一些目前不常检测的物种，其荧光分离需要一定的光谱基础
对于浓度在ppm级以下的的物质荧光可能较弱
对自由基的绝对浓度测量，需要仔细的标定
对染料激光器维护要求较高
LIF在放电等离子领域的应用
NO氧化过程的时空诊断 OH，O等自由基的浓度分放电
针针放电形式
Nd:YAG激光器：掺钕钇化铝石榴石为工作物质，输出波长为1064nm的脉冲泵浦激光器，通过倍频，三倍频可得到532nm，355nm激光染料激光器：通过染料将Nd:YAG激光输出调到目标波长，或者目标波长的倍数紫外扩展系统：将染料激光器输出频率翻倍，并对输出波长在小范围内跟踪
LIF的主要困难
LIF如何捕捉Fluorescence
LIF火焰测量技术
通过光学的非接触的方法对火焰中的温度、组份及自由基进行测量是研究火焰燃烧机理重要手段，
目前能够测量：
温度
高浓度组份N2, O2, CH4, Raley, Laman
CO2, CO, H2, 和 H2O
火焰结构
低浓度组份 NO,O,OH,CO,CH etc. LIF
湍流燃烧机理湍流－反应相互作用复杂反应流
超音速火焰 etc.
多相流及燃烧模型的验证
谢谢！
态物质寿命进行检测；高灵敏度：探测下限最高可达106个粒子/cm3；干扰小：通过激光激发，而不涉及接触式的探针等器件，对等