一个“乐在其中”的分析测试人 分子荧光魅力何在

在各大高校，都有这样一群人，虽然没有教授的头衔，虽然没有科研工作者瞩目的SCI文章，却一直在默默付出。尽管，也曾有抱怨，也曾有感慨，但在“痛并快乐”的工作和生活中，他们默默付出，乐在其中......北京大学分析测试中心关妍博士就是其中一位。

北京大学分析测试中心 关妍博士

关妍，2009年博士毕业之后开始与分子荧光光谱仪“亲密接触”，据其介绍，从最初单纯的用仪器，到现在的“DIY”，关妍与分子荧光光谱仪已经建立了深厚的感情。她认为，分子荧光光谱仪不再是冷冰冰的仪器，而是可以提供客观详实数据的“朋友”，关妍说她非常喜欢现在的工作。

今天，我们就一起走进北京大学分析测试中心，走近一线的分析测试人员，听关妍聊一聊与分子荧光光谱仪的那些故事......

“小众”仪器，不再“小众”的应用

谈到分子荧光光谱仪，关妍也承认，相对于质谱、色谱等分析仪器，这类仪器略显“小众”。 “很多时候，分子荧光光谱仪只是用于材料的发光性质的表征，可并非所有的材料都发光这也在一定程度上影响了它的应用。”关妍解释道。

不过，虽然看似“小众”，但是随着科研需求的发展，分子荧光光谱仪的应用范围也在不断的拓展中，其发挥的作用也越来越明显。“以前，做化合物研究的时候往往先从样品的组分和结构分析入手，随之延伸到性质方面研究，特别是研究生物探针，基本发光和物性性质一定要搞清楚才能用于应用，这样的情况下，分子荧光光谱仪就有了更多的用武之地。”

不仅如此，据关妍介绍，近年来，随着仪器功能的扩展，分子荧光光谱仪的用户群体也在逐渐壮大。“以前大部分送样测试的分子荧光光谱仪的用户是做材料研究的，现在扩展到多个学科领域包括新能源、照明及配位化学、细胞生物学等，测试内容也在扩展，比如很多做生物的用户，扩展到采用荧光寿命进行生物标记及其在生物体内的状态分析，环境学院、地空学院、采矿及考古专业的科研工作者等都开始使用了。希望分子荧光光谱仪像电镜一样，更多学科采用这个高灵敏度的科研表征工具。

“而且，值得一提的是，很多科研不是停留在完成一个材料的制备和基本性能表征，更多的关注点放在其实用性和功能化。而发光是一种代表性的功能化应用，相应的，很多有发光性能的材料就有了测试的需求。不仅如此，近几年，之前经典物理认为不发光或者弱发光的材料也被拿来重新检测，比如纳米硅、石墨烯量子点和碳量子点等。”

就北京大学分析测试中心而言，目前配备了9台分子荧光光谱仪，涉及5个品牌，其中关妍博士主要负责HORIBA公司的Nanolog荧光光谱仪和DeltaFlex荧光寿命测试系统两台产品。从职责上来说，这两台仪器首先辅助本校的教学科研，同时也外接样品，涉及的研究对象包括量子点、上转换材料、荧光发光粉、钙钛矿等多种类型。“基本上化学各个领域的应用都很多，而同时在学科交叉的趋势下，生物、环境、地质等领域的样品也慕名而来，络绎不绝。”

Nanolog及DeltaFlex

他们选择分子荧光光谱仪时更看重这些关键点......

选择一款适合的分子荧光光谱仪有哪些关键点？就北大分析测试中心而言，关妍给我们分析了以下几大因素，包括仪器性能以及仪器操作等多个方面。

“由于我们是一个平台，总体要求在功能全的基础上，性能还要优一些。不过，如果大而全不如小而精的话，我们会选择后者来保证其专业性。”关妍介绍到。

据悉，在购买荧光寿命测试系统的时候，关妍比较了多个厂家，最终选择HORIBA 的DeltaFlex也是考虑了多方面的因素，包括仪器操作简单、相应的配置性能好、具有多种扩展性等。

“其中光源、检测器、计时单元是三个关键因素：一套设备覆盖了皮秒到秒的测试范围；配备了紫外可见区和近红外区两个波段的检测器；此外，计时单元的响应速度等也决定了测试的准确性等，测试速率是满足预期的。”

“在仪器功能方面，我们考虑比较多的是仪器的先进性和前瞻性，当我们进行功能拓展的时候，方不方便进行，与已有设备是否兼容等。”

“再者，从高校采购的角度来说，和资金也有很大的关系。就目前分析测试中心的服务对象和资金水平而言，我们比较关注的是仪器的性能，如光栅、检测器等关键部件的参数，以及信噪比、稳定性等。”关妍举例道，“在近红外检测器方面，有单点PMT和IGA(铟镓砷)CCD检测器等，我们选择了后者。因为，对荧光很强的样品，单点和面扫描没有太多的区别，而对于荧光非常弱的样品，例如单壁碳纳米管的分类分级的检测，后者的优势就显现出来了。”

玩转“小”部件，仪器使用才能淋漓尽致

对一线分析测试人员而言，用仪器和用好仪器其实是两个层面的问题，而关妍对自己的要求则是如何把仪器使用的淋漓尽致。

其介绍道，“每个分析测试人员甚至是前来送样的学生操作仪器都没有问题，不过，我们更关心的是如何把样品测好，这其中不仅有一些技巧和实验参数的测定，而且对一些‘小’部件的研究经常会给实验带来意想不到的效果，甚至可以解决之前一直困扰大家的难题。”

这些“小”部件需要发现的眼睛

在采访过程中，一谈起自己心爱的仪器，关妍就滔滔不绝，我们真切的感受到了她对这份工作的热爱。而关妍也就自己所负责的Nanolog， DeltaFlex两套系统着重给我们介绍了她的使用体会，特别是很多“小”部件的“大”用处。

据关妍介绍，很多时候大家可能更关注光栅、检测器等分子荧光光谱仪的关键部件以及检测方法，但是对仪器的一些特殊功能却往往忽略了。比如Nanolog上的“front face”，看似只是一个小小的按钮，但是其对高散射样品，以及自吸收特别强的样品具有神奇的疗效。关妍解释道，“front face”模式，光路只打到样品的前表面，靠反射模式检测，进而收集信号。对自吸收特别强的样品，只需变动一个按钮，就可能得到一个完美的数据。

再者，做荧光寿命的时候，仔细观察就会发现，DeltaFlex的样品槽，液体是垂直放置的，而固体是倾斜的，这是理所应当还是精心设计？关妍介绍说，对固体样品而言，杂散光的抑制非常重要，而一定角度的设计可以很好的减弱甚至避免杂散光的干扰。不仅如此，如此设计的固体样品槽还可以根据样品的薄厚、高度进行调整，方便各种样品的测试，特别适合面向多学科的测试。“有时候并不是样品难测，而是没有充分利用仪器给我们创造的条件。”

“这两台分子荧光光谱仪器的好处之一就是可以‘DIY’的地方很多，给科研留了很多可能性，这也是我们比较喜欢的，比如开放式的样品仓，可以配置不同的检测器以及激光器等。”

分子荧光光谱仪未来发展方向：功能性拓展、联机等

很多人提到，与其他分析仪器相比，分子荧光光谱仪器新品推出的速度相对较慢，对此，关妍谈到，“分子荧光是最皮实的仪器，光路是确定的，光源基本上是唯一的耗材，而且从现在的制作工艺和性能来说，光栅等部件都很耐用，这也在一定程度上给大家留下了更新慢的印象。”

那么是否就意味着分子荧光光谱仪已经到达瓶颈阶段？关妍表示，虽然对仪器主机而言目前已经比较稳定，但是在功能性拓展、联机等方面有很好的发展前景。

一方面，目前无论氙灯狭缝打入还是光纤导入，入射光斑都比较大，这样的光斑尺寸导致得到的结果多是整个样品的平均值。如果想看一根单晶，微区检测就很重要，这就涉及到和显微镜的联用等。

另一方面，在附件方面，分子荧光光谱仪一直没有停止前进的脚步，这也是用户呼声最高的地方，包括光源、检测器、即插即用的附件、无需过多调整的附件耦合、微量样品池、变温附件等多方面。“从小附件，到大附件，当前对功能化附件的要求不断增加。希望仪器具有更多适合需求的功能化附件，或者预留更多接口满足DIY的需求。”针对这一点，关妍还特别强调道，“附件匹配的时候不仅需要各个厂家硬件的完美耦合，软件方面更重要，希望能开放更多的编辑功能。”

当然在仪器本身的基础上，关妍也在尝试进行一系列仪器及附件的改进，比如通过增加一个脉宽控制模块，实现半导体激光器应用于上转换寿命测试，这个对于脉宽敏感的上转换材料发光分析特别重要。

此外，在仪器使用方面，关妍表示有几个问题值得关注：在仪器校正方面最好做到全谱范围，希望在检测器上可以有大的突破，中间不用换光栅；希望有更好的定性和定量的标准，包括检测方法和仪器校正等

一线分析测试工作者：痛并快乐着

作为一线分析测试工作者，每天在实验室面对冷冰冰的仪器，是否会感到枯燥、无聊？对此关妍不以为然，其表示跟仪器打交道的时间久了，感觉很亲切，而且仪器给出的就是真实的表象，挺喜欢自己的工作。“关键是要看你对这个工作是不是感兴趣，心态很重要，如果没有投入自己的心思，一定做不好。”

不过，谈到分析测试一线人员的职业经历，关妍给我们的形容是：痛并快乐着。

她说，痛有两种概念，看到好的设备没有的时候比较痛；另外，有时候不被理解也是一种痛。“国内有些人对仪器管理的定位是不正确的，往往导致自我价值认同上的偏差。此外，刚刚毕业的博士生从事这个行业需要一个情感经历的过程，特别是当看到与自己同龄或者同期毕业的人现在以‘青千’的身份回来，而自己只能评工程岗位的职称，并且晋升机会少的时候确实比较痛。”

不过，相对痛而言，关妍感受更多的是快乐，她说，“在工作过程中能帮助到大家是一件很高兴的事情，通过我们的工作可以促进老师和同学的科研进展，感觉自己的付出很值得，这是自我价值的认同。另一方面，随着科研的进步，大家在思想上也逐渐意识到检测的重要性，国内的很多政策也在往这个方向倾向，我们感觉分析测试人的地位在逐渐提升，这也是值得高兴的事情。”

关妍表示，以前分析测试一线人员一直都比较低调，默默做着自己的工作，其实他们需要更多的信息来源和交流机会。“一方面，希望仪器公司可以给我们提供最新产品和技术的信息，最好可以有试用的机会；另一方面，也希望同行之间可以多互动，信息共享，互通有无。”

后记

一线分析测试工作者，他们与仪器有着最亲密的接触，了解仪器的每一个细微之处，本次走近分子测试一线工作者，不仅让我们了解了有关分子荧光光谱仪的技术和应用情况，更为这样一群分析测试人员点赞。

落到分子荧光光谱仪，虽然是一类“小众”的仪器，但是随着科研工作者科研需求变化而导致的更新换代、国家对双一流高校的建设支持而导致的新购，未来市场前景依然值得期待。而从技术层面而言，联机以及功能化附件是目前反馈最明显的需求。