熒光光譜分析

當紫外線照射到某些物質的時候，這些物質會發射出各種顏色和不同強度的可見光，而當紫外線停止照射時，所發射的光線也隨之很快地消失，這種光線被稱為熒光。 
西班牙的內科醫生和植物學家N.Monardes于1575年第一次記錄了熒光現象。17世紀，Boyle和Newton等著名科學家再次觀察到熒光現象。17世紀和18世紀，又陸續發現了其它一些發熒光的材料和溶液，但是在熒光現象的解釋方面卻沒有什么進展。1852年，Stokes在考察奎寧和葉綠素的熒光時，用分光計觀察到其熒光的波長比入射光的波長稍長，才判明這種現象是這些物質在吸收光能后重新發射不同波長的光，而不是由光的漫射所引起的，從而導入了熒光是光發射的概念。同時，他由發熒光的礦物“螢石”推演而提出“熒光”這一術語。1867年，Coppelsroder進行了歷史上首次的熒光分析工作，應用鋁-桑色素配合物的熒光進行鋁的測定。1880年，Liebeman提出了最早的關于熒光與化學結構關系的經驗法則。到19世紀末，人們已經知道了600種以上的熒光化合物。20世紀以來，熒光現象被研究得更多了。例如，1905年Wood發現了共振熒光；1914年Frank和Hertz利用電子沖擊發光進行定量研究；1922年Frank和Cario發現了增感應光；1924年Wawillow進行了熒光產率的絕對測定；1926年Gaviola進行了熒光壽命的直接測定等。
熒光分析方法的發展離不開儀器應用的發展。19世紀以前，熒光的觀察是靠肉眼進行的，直到1928年，才由Jette和West研制出第一臺光電熒光計。早期的光電熒光計的靈敏度是有限的，1939年Zworykin和Rajchman發明光電倍增管以后，在增加靈敏度和容許使用分辨率更高的單色器等方面，是一個非常重要的階段。1943年Dutton和Bailey提出了一種熒光光譜的手工校正步驟，1948年由Studer推出了第一臺自動光譜校正裝置，到1952年才出現商品化的校正光譜儀器。
熒光光譜分析法除了可以用作組分的定性檢測和定量測定的手段之外，還被廣泛地作為一種表征技術應用于表征所研究體系的物理、化學性質及其變化情況。例如，在生命科學領域的研究中，人們經常可以利用熒光檢測的手段，通過檢測某種熒光特定參數（如熒光的波長、強度、偏振和壽命）的變化情況來表征生物大分子在性質和構象上的變化。

很多化合物由于本身具有大的共軛體系和剛性的平面結構，因而具有能發射熒光的內在本質，我們稱這些化合物為熒光化合物。在某些所要研究的體系中，由于體系自身含有這種熒光團而具有內源熒光，人們就可以利用其內源熒光，通過檢測某種熒光特性參數的變化，對該體系的某些性質加以研究。但是，如果所要研究的體系本身不含有熒光團而不具有內源熒光，或者其內源性質很弱，這時候就必須在體系中外加一種熒光化合物即所謂熒光探針，再通過測量熒光探針的熒光特性的變化來對該體系加以研究。例如，如果我們要檢測體系的極性，便可以將對極性敏感的熒光探針加入到體系中，然后通過對熒光探針的熒光特性的檢測，求得體系的極性，或通過探針的熒光特性的變化來表征體系的極性的變化情況。
  熒光分析法之所以發展如此迅速，應用日益廣泛，其原因之一是熒光分析法具有很高的靈敏度。在微量分析的各種方法中，應用較為廣泛的有比色法和分光光度法。但在方法的靈敏度方面，熒光分析法的靈敏度一般要比這兩種方法高2～3各數量級。隨著現代電子技術的迅速發展，對于微弱光信號檢測的靈敏度已大大提高，熒光分析的靈敏度常可達億分之幾，在與毛細管電泳分離技術結合、采用激光誘導熒光檢測法時，已能接近或達到單分子檢測的水平[1]熒光分析法的另一個優點是選擇性高。這主要是對有機化合物的分析而言。吸光物質由于內在本質的差別，不一定都會發熒光，況且，發熒光的物質彼此之間在激發波長和發射波長方面可能有所差異，因而通過選擇適當的激發波長和熒光測定波長，便可能達到選擇性測定的目的。另外，由于熒光的特性參數較多，除量子產率、激發與發射波長之外，還有熒光壽命、熒光偏振等。因此，還可以通過采用同步掃描、導數光譜、三維光譜、時間分辨和相分辨等一些熒光測定新技術進一步提高測定的選擇性。除靈敏度高和選擇性好之外，動態線性范圍寬，方法簡便，重現性好，取樣量少，儀器設備不復雜等等，也是熒光分析法的優點。
近年來，在其他學科迅速發展的影響下，激光、微處理機、電子學、光導纖維和納米材料等方面的一些新技術的引入，很大程度上推動了熒光分析法在理論和應用方面的進展，促進了諸如同步熒光測定、倒數熒光測定、時間分辨熒光測定、相分辨熒光測定、熒光偏振測定、熒光免疫測定、低溫熒光測定、固體表面熒光測定、近紅外熒光分析法、熒光反應速率法、三維熒光光譜技術、熒光顯微與成像技術、空間分辨熒光技術、熒光探針技術、單分子熒光檢測技術和熒光光纖化學傳感器等熒光分析方面的某些新方法、新技術的發展，并且相應地加速了各式各樣新型的熒光分析儀器的問世，使熒光分析法不斷朝著高效、痕量、微觀、實時、原位和自動化的方向發展，方法的靈敏度、準確度和選擇性日益提高，方法的應用范圍大大擴展，遍及工業、農業、生命科學、環境科學、材料科學、食品科學和公安情報等諸多領域。如今，熒光分析法已經發展成為一種十分重要且有效地光譜化學分析手段。