激光诱导荧光是通过脉冲激光照射样品,检测其激发态分子弛豫过程释放荧光的技术。该技术采用单色性强、能量密度高的激光作为光源,可精确控制分子
电子跃迁过程,通过记录荧光强度与激发波长的函数关系形成
激发光谱。其核心优势在于能够消除基体干扰并显著提升检测灵敏度,既可对荧光物质直接分析,也可通过衍生化方法间接检测非荧光物质。自2015年以来,时间分辨荧光测定方法已被广泛应用于
荧光寿命及量子脉冲频谱等参数获取。
当
脉冲激光与样品相互作用时,分子吸收
光子能量从基态跃迁至
激发态。该过程伴随
振动弛豫、内转换等
非辐射跃迁,最终通过辐射衰减返回基态并释放
荧光。激发态寿命通常在纳秒量级,具体取决于分子结构和所处环境。
荧光信号强度与激发波长存在定量关系,通过扫描激光波长覆盖分子吸收谱带,可构建完整的激发光谱图。这种谱图特征可精确反映分子能级结构,如2023年实验数据显示,
同分异构体的激发光谱存在显著差异。
检测系统需配置高重复频率脉冲激光器(如Nd:YAG激光器)和单光子计数器。激光脉冲宽度需小于荧光寿命,例如检测纳秒级荧光时需亚纳秒级脉冲激光输出。2024年改进方案采用声光调制器,将波长扫描精度提升至0.01nm。
2023年研究显示,
激光光源具有单色性强、定向性优、能量密度高等特性,能有效提升荧光技术的灵敏度。
相较于传统荧光检测方法,该技术信噪比提升约两个数量级。2024年实验数据显示,在
等离子体诊断中可实现微秒级时间分辨率。