英国科学家Porter教授为研究光化学反应机理发明了闪光光解技术,经过科学技术几十年的发展,它已成为在化学、生物学等领域普遍应用的激光闪光光解谱仪,研究水平也由微秒达到了毫秒或更短。
激光闪光光解系统是采用短脉冲的激光作为激发光源。一个激光脉冲激发样品后,在其垂直方向用检测器观测样品被激发后所产生的瞬态中间体对检测光的吸收或本身的发射光谱随时间的变化情况。根据样品的紫外吸收光谱,选择合适的激发波长,经聚焦照射在样品上;在激发光束垂直方向上,通过聚焦使样品的发射光或透过样品的检测光进入单色仪,分光后由检测器接收和记录关于发光中间体的信号,可直接接收中间体随时间的光谱变化和衰减曲线,经计算机计算处理,得到样品的时间分辨瞬态发射光谱及相应的衰减寿命。
分析光透过样品时,有一部分波长的光会被样品本身吸收。我们称之为本底吸收。当分析光的一部分光被吸收后,透过样品的光将缺少该部分波长,而剩余波长的光将到达单色仪,在经过单色仪分光后,被样品吸收的光(即本地吸收)将会被检测到。光电转换之后,将会以一个反吸收的波形显示在示波器上。(www.daowen.com)
激光作为激发反应的光源,主要被溶液中的溶质吸收,如果没有发生反应,透过样品的分析光还是本底吸收。如果在激光的激励下,发生了瞬态(在几微秒的时标内)化学反应,那么,该反应所产生的瞬态物质(或称之为中间产物)将会吸收一定波长的光,这将改变本底吸收的信号。通过时序控制和程序处理,我们把本底吸收的信号剥离出去,剩下的就是瞬态产物的信号。这样,我们接收不同时刻的光谱信号,经计算机处理,即可得到中间体的时间分辨吸收光谱和衰减寿命。激光闪光光解正是根据上述这一原理来监测瞬态反应是否发生并通过设计实验来判断瞬态产物的归属。
在实际运行中,要设计一个时序(即平台中各个元件工作的先后次序),如:先让分析光瞬间加亮,根据氙灯到快门之间的距离,再设计一个合理的时间后,让快门打开,让加亮后的分析光通过快门到达样品池。在这一过程中,还要设计一个合理的激光触发时间,使激光在分析光到达样品池的瞬间激励样品发生反应,只有这样,分析光中才包含瞬态反应的信号。
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