产品名称：HORIBA日本堀场Aqualog水环境研究分析仪

A-TEEM荧光光谱仪与传统PMT扫描光谱仪

传统的扫描式荧光分光光度计以采集荧光激发发射三维矩阵(EEM)的形式来获得分子指纹图谱，也被称为3D荧光光谱。EEM是荧光强度随荧光激发波长、荧光发射波长变化而变化的三维数据集。传统扫描式荧光光谱仪是通过在不同激发波长下顺序扫描一系列发射光谱来获得的，然后将数据集进行三维重建。该三维数据集可利用第三方多元分析软件进行成分分析，也可与其他分析技术如FTIR、HPLC和MS一起使用。许多已发表的科学论文引用了传统扫描式荧光分光光度计获得的EEM数据进行成分分析的结果，包括食品科学、水环境和制药等众多科学应用领域。

然而，使用传统扫描式PMT荧光光谱仪进行EEM成分研究时有两个局限性。首先，用扫描式荧光光谱仪采集单个EEM需要很长时间。根据信号强弱，以及所需的波长范围和分辨率不同而有所区别。有时单个EEM实验需要扫描式荧光光谱仪长达一小时的时间的采集时间!

扫描式荧光光谱仪的另一个重要限制是，所获得的EEM指纹图谱的形状会随着样品浓度的细微变化而变化。若仪器测量同一分子不同浓度下的EEM指纹图谱时获得不同结果，那么它就不能用于成分分析。EEM若作为一种分析技术，其谱图的形状必须与浓度无关。

扫描式荧光光谱仪的局限性限制了荧光EEM技术的可用性，从而促使HORIBA开发了A-TEEM技术。

HORIBA独特的A-TEEM技术克服了这两个局限性。通过CCD检测技术，HORIBA解决了扫描式荧光光谱仪的速度限制，通过HORIBA的CCD采集技术，单个荧光EEM可以在几秒到几分钟内获得。

Figure 1. Three dimensional contour plot viewed at an angle of a fluorescence EEM, with three dimensional axis for fluorescence excitation, emission and intensity.

Figure 2. Contour plot (top down view) of fluorescence EEM of fluorescein acquired in one second with Duetta.

其次，HORIBA利用A-TEEM技术在采集荧光的同时也采集同一样品的吸光度这一事实，解决了荧光内滤效应相关的问题，并获得利用吸光度来校正内滤效应(IFE)的EEMs。

HORIBA将这种技术称为A-TEEMTM，即吸收-透射激发发射三维矩阵。通过校正内滤效应，A-TEEM分子指纹图谱更准确的代表了真实的分子指纹图谱。因此，当使用第三方多元化学计量学分析软件分析时，A-TEEM数据提供的成分分析比扫描式荧光光谱仪的简单EEM数据更可靠。

下面是一个很好的例子，说明单个分子中即使是很小的浓度差异，也会对EEM指纹图谱的形状产生显著影响，但通过适当的IFE校正，A-TEEM指纹图谱则不随浓度的改变而改变。

Figure 3. Fluorescence Excitation Emission Matrices of two concentrations of quinine sulfate in tonic water diluted in 0.1 M perchloric acid (aq.) with and without inner-filter effect corrections applied. Acquired with HORIBA Duetta.

本文介绍的Aqualog A-TEEM数据的化学计量学分析方法使用Eigenvector Research Incorporated公司的Solo软件。

Additional Resources

USGS Procedures for using the Horiba Scientific Aqualog® fluorometer to measure absorbance and fluorescence from dissolved organic matter https://pubs.er.usgs.gov/publication/ofr20181096

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