激光器

    激光器是激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器的重要組成部分。

    激光作為熒光檢測(cè)器的理想光源，是因?yàn)樗哂袇^(qū)別于普通光源的特性：

    ①單色性好，譜線寬度可達(dá)123 9 ’5 以下，使溶劑的瑞利散射光和拉曼散射光的帶寬降為1:2’5（拉曼散射光的固有帶寬），因而可選擇性地消除散射光對(duì)熒光信號(hào)的干擾。

    ②聚光性強(qiáng)，激光光束的發(fā)散角極小，可將激光束聚焦成直徑幾微米的光點(diǎn)，能量高度集中，因而可以使液相色譜檢測(cè)池體積減小，特別適用于目前正在發(fā)展的微型和毛細(xì)管液相色譜。

    ③重要的特性就是光子流量高，也就是亮度高，大大增強(qiáng)了光源的信號(hào)，從而顯著提高分析靈敏度。

    另外，用脈沖激光為光源，采用時(shí)間分辨技術(shù)可消除瑞利散射光和拉曼散射光對(duì)測(cè)定的干擾，同時(shí)增加被測(cè)成分之間測(cè)定的選擇性。以上這些特性使激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器的信噪比大大增強(qiáng)，顯示出高的靈敏度和較好的選擇性。

    激光器的種類很多，已有數(shù)百種材料可以用來(lái)制造激光器，如氣體、晶體或玻璃、半導(dǎo)體和有機(jī)材料等，分別稱做氣體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器和有機(jī)染料激光器。此外，利用一定的裝置，可以使染料激光器發(fā)射出來(lái)的激發(fā)波長(zhǎng)做連續(xù)的變化，這種激光器稱為可調(diào)諧激光器。半導(dǎo)體激光器和有機(jī)染料激光器都可用于可調(diào)諧激光器。一般激光器僅為線性光譜光源，可調(diào)諧激光器因?yàn)樗l(fā)出的激發(fā)波長(zhǎng)可以連續(xù)改變，所以作為光源具有區(qū)別于其它激光器的明顯優(yōu)點(diǎn)。激光器按發(fā)光方式的不同，可分為連續(xù)波和脈沖波激光器。連續(xù)波激光器具有良好的空間模式和空間指向性，功率輸出變動(dòng)小于1%，而脈沖波激光器空間模式較差，功率輸出變動(dòng)可達(dá)10%以上。

    用于液相色譜檢測(cè)器的激光器的選擇主要按以下原則：

    ①由于大多數(shù)激光器的發(fā)射光譜僅為一些分立的譜線，激光發(fā)射波長(zhǎng)必須與所分析組分的吸收光譜相適合。如果需要進(jìn)行熒光衍生反應(yīng)，只需選擇與熒光衍生試劑吸收相應(yīng)的激發(fā)波長(zhǎng)即可對(duì)所有組分進(jìn)行高靈敏檢測(cè)。此外，在選擇激光器時(shí)還要考慮溶劑拉曼散射的影響?？赏ㄟ^(guò)選擇激光器的激發(fā)波長(zhǎng)或熒光衍生試劑使被測(cè)組分的熒光發(fā)射避開(kāi)水的拉曼散射光（水的拉曼散射譜帶為270.2nm-322.5nm和606.06nm)。

    ②激光器要有良好的空間模式和空間指向性。

    ③激光器要有穩(wěn)定的功率輸出。激光輸出功率的穩(wěn)定性直接影響檢測(cè)器的靈敏度。輸出功率越穩(wěn)定，檢測(cè)器的噪聲越小，信嗓比越高。

    ④選擇適當(dāng)功率的激光器。通常，提高激光激發(fā)功率，熒光信號(hào)和背景噪聲都會(huì)增強(qiáng)，但熒光強(qiáng)度與激光照射功率成正比，背景短的噪聲則與激光照射功率的平方根成正比。因此，從提高信噪比的角度，宜選擇功率較大的激光器。但另一方面，隨著照射功率的增強(qiáng)又會(huì)產(chǎn)生熒光飽和、熒光分子的光解、檢測(cè)池?zé)嵝?yīng)和基體背景熒光增加等不利因素，不可能無(wú)限度提高信噪比。因此必須綜合考慮各種因素的影響。

    目前，熒光檢測(cè)器常用的激光器有：He-Cd激光器、Ar離子激光器、Kr離子激光器、He-Ne激光器等。He-Cd連續(xù)波激光器是常用的LIF激光器，它在325nm和442nm處均有很好的熒光衍生試劑與之匹配，但是HE-Cd激光管的壽命較短，輸出穩(wěn)定性受環(huán)境影響較大，影響分析檢測(cè)靈敏度。Ar離子激光器和Kr離子激光器在270nm左右的紫外輸出可以使熒光效率很低的分子產(chǎn)生熒光，如某些含芳香環(huán)的蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸分子等。但具有紫外輸出的激光器體積較大、能耗高，價(jià)格昂貴。小功率的Ar離子激光器具有輸出功率穩(wěn)定、體積小、價(jià)格較低等特點(diǎn)而被較多的激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)采用，其主要輸出波長(zhǎng)為488nm和514nm。近年來(lái)，He-Ne激光器也常用于熒光檢測(cè)器中。

    半導(dǎo)體激光器又稱二極管激光器，由于具有功率輸出穩(wěn)定、價(jià)格便宜、體積小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器的理想光源。近些年來(lái)，半導(dǎo)體激光技術(shù)得到很大發(fā)展。但是，商品半導(dǎo)體激光器的發(fā)射波長(zhǎng)多在遠(yuǎn)紅外區(qū)，短波長(zhǎng)范圍在650nm-900nm之間的近紅外區(qū)。雖然近紅外區(qū)的背景熒光和拉曼散射的干擾小，樣品的光解少，但在此波長(zhǎng)范圍內(nèi)，很難找到與其相適合的熒光衍生化試劑，故發(fā)展前景不大。目前，生產(chǎn)廠商都在發(fā)展紫外半導(dǎo)體激光器，以期得到普遍應(yīng)用。