
在復(fù)雜樣品分析和微量物質(zhì)檢測領(lǐng)域,熒光分析技術(shù)憑借其高的靈敏度和出色的選擇性,已成為環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)、材料研究等前沿領(lǐng)域的工具。作為日立高新(Hitachi High-Tech)在機(jī)型F-7000基礎(chǔ)上,歷時十年磨礪于2017年推出的革新之作,F(xiàn)-7100熒光分光光度計不僅僅是一次產(chǎn)品迭代,更是面向現(xiàn)代實驗室多元化、智能化需求交出的答卷。它集成了1.5倍提升的檢測靈敏度、長達(dá)2500小時的光源壽命以及專為復(fù)雜數(shù)據(jù)分析設(shè)計的“熒光指紋"功能,重新定義了常規(guī)熒光分光光度計的性能邊界與應(yīng)用廣度。
F-7100的研發(fā)背景緊密契合了分析技術(shù)的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)上,對復(fù)雜混合物(如環(huán)境水樣、生物提取物)的成分解析嚴(yán)重依賴液相色譜(HPLC)、質(zhì)譜等昂貴且耗時的技術(shù)。F-7100旨在通過熒光指紋分析——即采集并解析樣品獨特的三維熒光光譜(EEM)——提供一種快速、無損的篩查與表征手段。這一設(shè)計理念使其從單純的定量儀器,演進(jìn)為具備強(qiáng)大定性分析能力的綜合平臺。
為此,F(xiàn)-7100在繼承前代機(jī)型穩(wěn)定光學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了方位升級:采用更高亮度的長壽命氙燈、優(yōu)化檢測光路以捕獲極微弱信號,并配備了能處理海量三維數(shù)據(jù)、校正儀器與時間偏差的智能軟件。其目標(biāo)是在確保數(shù)據(jù)超高質(zhì)量的前提下,極大提升分析效率和結(jié)果的可靠性。
F-7100的各項技術(shù)參數(shù)均圍繞高靈敏度、高速度和高兼容性設(shè)計,其核心性能可概括如下表:
| 技術(shù)參數(shù)類別 | 具體規(guī)格與指標(biāo) |
|---|---|
| 光學(xué)系統(tǒng)與靈敏度 | 水拉曼峰信噪比 (S/N) > 1200 (RMS,峰值), > 20000 (RMS,背景)。可檢測低至 1×10?13 mol/L(亞皮摩爾級)的熒光素,靈敏度較F-7000提升1.5倍。 |
| 光源 | 150W連續(xù)氙燈,壽命≥2500小時,是前代機(jī)型的5倍,顯著降低耗材成本與維護(hù)頻率。 |
| 單色器與波長 | 激發(fā)與發(fā)射側(cè)均采用機(jī)刻凹面衍射光柵(閃耀波長分別為300nm和400nm)。標(biāo)準(zhǔn)波長范圍:200-750 nm(零級光);配合選配檢測器可擴(kuò)展至900 nm。 |
| 光譜帶寬與分辨率 | 激發(fā)/發(fā)射側(cè)光譜通帶均為:1.0, 2.5, 5, 10, 20 nm 可選。光譜分辨率:1.0 nm。 |
| 掃描速度 | 超高波長掃描速度,高可達(dá) 60,000 nm/min。完成一次三維掃描僅需約3分鐘。 |
| 樣品兼容性 | 水平狹縫設(shè)計,使用標(biāo)準(zhǔn)10mm樣品池時,最小樣品量僅需 0.6 mL。標(biāo)配固體樣品支架,可直接測量粉末、塊體或薄膜(厚度≥13mm)。 |
核心硬件亮點解析:
高靈敏檢測系統(tǒng):通過優(yōu)化光路和采用高增益檢測器(電壓0-1000V連續(xù)可調(diào)),F(xiàn)-7100能有效區(qū)分極低濃度熒光信號與儀器噪聲,為其在環(huán)境痕量污染物(如腐殖質(zhì))和生命科學(xué)超微量樣本檢測中的應(yīng)用奠定了基石。
長壽命高亮度光源:革新性的氙燈與電源設(shè)計,不僅將使用壽命延長至2500小時,更確保了在燈具整個生命周期內(nèi)發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定,從而保障了長期測量數(shù)據(jù)的可比性。
超高速掃描與三維時間掃描:高達(dá)60,000 nm/min的掃描速度,使其能夠捕捉快速動態(tài)過程。的“三維時間掃描"功能,可在秒級時間間隔內(nèi)連續(xù)記錄完整熒光光譜,從而以三維圖譜形式直觀展現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)(如光異構(gòu)化)或生物過程的實時變化。
F-7100搭載的FL Solutions軟件是其“智能化"的核心,極大簡化了復(fù)雜實驗的操作與數(shù)據(jù)分析。
熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化功能:此功能解決了熒光分析中因氙燈衰減、室溫波動或光學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)微小變化導(dǎo)致的熒光強(qiáng)度日差波動問題。用戶可通過測定標(biāo)準(zhǔn)品(如硫酸奎寧、熒光素),將待測樣品的熒光強(qiáng)度自動校正為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度,使得不同日期、甚至不同儀器間測得的數(shù)據(jù)具有直接可比性,這對于長期研究、質(zhì)量控制和多實驗室數(shù)據(jù)對比至關(guān)重要。
熒光指紋分析與數(shù)據(jù)輸出:這是F-7100面向現(xiàn)代分析需求的標(biāo)志性功能。其軟件可一鍵將多個三維熒光光譜數(shù)據(jù)整合輸出至一個Excel表格中,并支持“高階光過濾"和“散射光過濾",直接輸出潔凈、適用于多變量分析(如主成分分析PCA、平行因子分析PARAFAC)的數(shù)據(jù)矩陣。這極大地便利了用于判別樣品來源、鑒別真?zhèn)巍⒃u估混合比例等復(fù)雜的化學(xué)計量學(xué)分析。
拓展功能:通過選配積分球附件,F(xiàn)-7100可實現(xiàn)粉末、薄膜等固態(tài)樣品的量子產(chǎn)率測定。此外,儀器還標(biāo)配磷光壽命(短至1ms)、化學(xué)發(fā)光/生物發(fā)光等測量模式,功能全面。
憑借其性能,F(xiàn)-7100已滲透到眾多前沿研究和產(chǎn)業(yè)檢測領(lǐng)域:
環(huán)境科學(xué):是水體熒光指紋分析的主力工具,用于快速解析溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)組成、追蹤污染源、監(jiān)測飲用水安全。其高靈敏度也適用于檢測水體中的痕量葉綠素、多環(huán)芳烴等。
食品與農(nóng)業(yè):用于鑒別食用油、蜂蜜等產(chǎn)品的種類與產(chǎn)地,檢測霉菌毒素等有害物質(zhì),以及對功能成分進(jìn)行定量分析。在堆肥腐殖質(zhì)研究中,能快速提供豐富的三維光譜信息。
生命科學(xué)與醫(yī)藥:用于細(xì)胞生物學(xué)研究,如細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度測定;在藥物研發(fā)中,用于化合物熒光特性表征、試劑純度控制等。
材料科學(xué):可用于LED、太陽能電池材料等工業(yè)材料的發(fā)光性能評價,以及有機(jī)電致發(fā)光材料的檢測。配合積分球,可精準(zhǔn)測量熒光粉、量子點等材料的量子效率。
在實際使用中,F(xiàn)-7100注重用戶體驗。其自動預(yù)掃描功能能快速為未知樣品推薦合適的測量條件。儀器內(nèi)置切光器,可在測量間隙自動遮擋光源,有效防止對光敏感樣品的光氧化或光漂白。
在維護(hù)方面,長壽命氙燈減少了更換頻率。根據(jù)公開的共享服務(wù)平臺信息,F(xiàn)-7100的單次測試服務(wù)費用約為:液體熒光光譜100元/樣,三維光譜300元/小時,量子產(chǎn)率測定200元/樣,為暫無設(shè)備的用戶提供了便利。儀器歷史購置價格通常在20萬至30萬人民幣區(qū)間,屬于高性能通用型熒光分光光度計的主流配置。
日立F-7100熒光分光光度計的成功,在于它精準(zhǔn)地把握了現(xiàn)代實驗室對數(shù)據(jù)質(zhì)量、分析效率和智能洞察的綜合需求。它并非單純追求單一參數(shù),而是通過靈敏度、穩(wěn)定性、速度與智能化數(shù)據(jù)分析的協(xié)同進(jìn)化,構(gòu)建了一個強(qiáng)大而靈活的分析平臺。從揭秘水環(huán)境的復(fù)雜組成,到剖析生命微觀過程的動態(tài),再到賦能新材料的研發(fā),F(xiàn)-7100以其全面的能力證明,它既是繼承日立熒光技術(shù)可靠血統(tǒng)的守衛(wèi)者,更是開啟熒光分析更廣闊應(yīng)用未來者。