
第32卷,第11期 2012年11月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32, No. 11, pp30443048
November, 2012
光谱校正对溶解有机物三维荧光光谱特征影响
吴华勇,周泽宇,王洪涛1·,陆文静',孙晓杰”
1.清华大学环境学院,北京100084
2.桂林理工大学环境科学与工程学院,广西桂林541004
摘要在三维荧光光谱(EEM)测定中,由仪器直接记录的光谱(称为未校正光谱)由于受荧光光度计光源灯或探测器等波长特性的影响,并不是荧光物质本身的真实光谱,研究了光谱校正对腐殖酸和色氨酸EEM 光谱特征以及传统导峰法和新兴FRI分析法结果的影响,结果表明:校正后,Ex/Em=220~450/250~500 nm范围内荧光强度降低,Em<250nm范围内荧光强度增大,腐殖酸荧光峰明显“蓝移"。基于寻峰法的荧光指数(FD和腐殖化指数(HIX)明显减小,自生源指数(BIX)略增;基于FRI分析法的反映各区域标准体积百分比PI.s,P.和P..明显上升,而Pw.。和Pv.n显著下降。因此,进行光谱校正是获得真实光谱谱图及光谱特征不可或缺的一部分。
关键词溶解性有机物;三维荧光光谱;光谱校正;荧光指数;FRI分析法
中图分类号:X830.2
引言
文献标识码:A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)11-304405
本研究应用Murphy等[9]推荐的光谱校正和标准化方法获得了腐殖酸和色氨酸的真实EEM,探讨了光谱校正前后 EEM光谱特征以及传统导峰法和新兴FRI分析法结果的差
三维荧光光谱技术(excitationemissionmatrix,EEM)由于灵敏度高(10-"数量级)、样品用量小(1~2mL)、不破坏样品结构、选择性高和操作方便等优点,被广泛应用于表征海洋、湖泊、河流等自然水体中的溶解性有机物(dissolved organicmatter,DOM)[i-s),也逐渐应用于定性和定量分析给水和废水系统中的有机污染物},由于三维荧光光谱反映了荧光强度(FI)随激发波长(Ex)和发射波长(Em)变化的情况,因面能提供比传统荧光光谱更丰富的光谱信息,被称为荧光物质的指纹。光谱特征如荧光峰强度、荧光峰斜率等和特定区域面积可以用来识别和表征不同类型的DOM,
由于受到激发光源或探测器光谱特性的影响,仪器直接记录的荧光光谱通常带有这盟仪器特性,并非所研究物质的真实光谱,这样的光谱称为未校正光谱。未校正光谱的谱峰位置和谱峰强度与真实光谱都有一定区别,因此要获得真实光谱首先必须进行光谱校正以去除仪器特性的影响。目前大部分学者在进行EEM光谱特征的提取和识别过程中,由于忽视了光谱校正的重要性和必要性,基于未校正光谱分析结果得出结论的可靠性和准确性值得商椎,这也可能是不同
学者间的研究结论存在不一致性的原因之一[4],收稿日期:2012-04-24,修订日期:2012-07-04
基金项目:国家自然科学基金项目(40872151)资助
作者简介:吴华勇,1983年生,清华大学环境学院博士研究生
*通讯联系人e-mail,htwang@tsinghua.edu.cn
万方数据
异,阐明了光谱校正和标准化在EEM应用中的重要性和必要性。
实验部分
DOM样品制备与提取
1.1
腐殖酸钠(Humic acid sodium salt,Sigma,USA)和L-色氨酸(L-tryptophan,天津市光复精细化工研究所)溶于去离子水中并经0.45um滤膜过滤。溶液总有机碳浓度(dis solved organic carbon,DOC)采用TOC-VCPH(岛津公司,日
本)测定,并将其浓度归一化为μg-DOC/L。 1.2光请校正
根据日本日立F-7000型荧光分光光度计随机附带的光谱校正工具组件校正方法,使用罗丹明B标准液,波长扫描模式,激发光谱200~600mm波长扫描,获得荧光激发光谱校正因子。面后使用扩散子,通过波长扫描模式,发射和激发光谱200~600nm波长扫描,获得荧光发射光谱校正因子。
1.3
荧光光谱测定
e-mail; wuhy02@mails, thu. edu, cn