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大连化物所研制出“风车型”三通道LED诱导荧光探测器(LED-IF)

研发快讯 2024年06月14日 16:18:11来源:大连化学物理研究所 12151
摘要多通道LED-IF检测器的激发光和荧光均为非相干光源,其强度随光程增加大幅衰减。因此,合理设计排布多条光路进而保证各通道均具有理想的灵敏度是多通道LED-IF检测器设计关键。

  【仪表网 研发快讯】近日,大连化学物理研究所仪器分析化学研究室微型分析仪器研究组(105组)耿旭辉研究员、关亚风研究员团队研制出一种小型“风车型”三通道 LED 诱导荧光探测器(LED-IF),并将其应用于多种真菌毒素的高灵敏检测中。该工作拓宽了深紫外LED荧光检测器的研制思路和应用方向,也为紫外/深紫外波段荧光分析检测提供了新路线。
 
  105组长期从事高灵敏小型LED-IF及应用研究。在前期工作中,团队通过引入半导体制冷技术,精确控制了大功率LED的结温,降低了噪音与开机预热时间,解决了大功率LED-IF领域长期存在的技术难题(AnalyticaChimica Acta,2022);研制了集成式双通道荧光检测模块(mFLD),解决了双通道之间的光谱串扰问题(Talanta,2020)。
 
  多通道LED-IF检测器的激发光和荧光均为非相干光源,其强度随光程增加大幅衰减。因此,合理设计排布多条光路进而保证各通道均具有理想的灵敏度是多通道LED-IF检测器设计关键。
 
  本工作中,团队通过三维光路设计并结合光学模拟实现了检测池附近空间的高光效利用,提出了一种新型多通道LED-IF光路结构。相较于典型的共线式荧光光路结构,各通道收集到的荧光强度均大幅提高。进一步,配合使用大功率紫外LED、大感光面积光电二极管、球面反光镜,进一步提高了仪器的检测信噪比。最终,检测器对AFB2、OTA和ZEN的检测限(LOD、3倍峰峰值噪音)为0.33ng/L、1.80ng/L和28.2ng/L。此外,团队将检测器与高效液相色谱仪联用,同时分析了6种真菌毒素。结果表明,检测器的检测限优于基于氙灯和PMT探测的高性能商品化荧光检测器。此外,该检测器的体积、功耗、重量与商品化荧光检测器相比,均降低了一个数量级以上,可与便携式液相色谱仪或流动注射系统联用,有望实现水质、空气、食品污染中真菌毒素的现场分析检测,具有广阔的应用前景。
 
  相关成果以“A miniaturized and high sensitive “windmill” three-channel fluorescence detector for simultaneous detection of various mycotoxins”为题,发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。该工作的第一作者为我所105组博士研究生王传亮。该工作得到了国家自然科学基金、中国科学院科研仪器设备研制、大连市杰出青年科技人才等项目的资助。(文/图 王传亮)

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