我所研制出“風車型”三通道LED誘導熒光探測器（LEDIF）

近日，我所儀器分析化學研究室微型分析儀器研究組（105組）耿旭輝研究員、關亞風研究員團隊研制出一種小型“風車型”三通道 LED 誘導熒光探測器（LED-IF），并將其應用于多種真菌毒素的高靈敏檢測中。該工作拓寬了深紫外LED熒光檢測器的研制思路和應用方向，也為紫外/深紫外波段熒光分析檢測提供了新路線。

105組長期從事高靈敏小型LED-IF及應用研究。在前期工作中，團隊通過引入半導體制冷技術，精確控制了大功率LED的結溫，降低了噪音與開機預熱時間，解決了大功率LED-IF領域長期存在的技術難題（AnalyticaChimica Acta，2022）；研制了集成式雙通道熒光檢測模塊（mFLD），解決了雙通道之間的光譜串擾問題（Talanta，2020）。

多通道LED-IF檢測器的激發光和熒光均為非相干光源，其強度隨光程增加大幅衰減。因此，合理設計排布多條光路進而保證各通道均具有理想的靈敏度是多通道LED-IF檢測器設計關鍵。

本工作中，團隊通過三維光路設計并結合光學模擬實現了檢測池附近空間的高光效利用，提出了一種新型多通道LED-IF光路結構。相較于典型的共線式熒光光路結構，各通道收集到的熒光強度均大幅提高。進一步，配合使用大功率紫外LED、大感光面積光電二極管、球面反光鏡，進一步提高了儀器的檢測信噪比。最終，檢測器對AFB2、OTA和ZEN的檢測限（LOD、3倍峰峰值噪音）為0.33ng/L、1.80ng/L和28.2ng/L。此外，團隊將檢測器與高效液相色譜儀聯用，同時分析了6種真菌毒素。結果表明，檢測器的檢測限優于基于氙燈和PMT探測的高性能商品化熒光檢測器。此外，該檢測器的體積、功耗、重量與商品化熒光檢測器相比，均降低了一個數量級以上，可與便攜式液相色譜儀或流動注射系統聯用，有望實現水質、空氣、食品污染中真菌毒素的現場分析檢測，具有廣闊的應用前景。

相關成果以“A miniaturized and high sensitive “windmill” three-channel fluorescence detector for simultaneous detection of various mycotoxins”為題，發表在《分析化學》（Analytical Chemistry）上。該工作的第一作者為我所105組博士研究生王傳亮。該工作得到了國家自然科學基金、中國科學院科研儀器設備研制、大連市杰出青年科技人才等項目的資助。（文/圖 王傳亮）

文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00311