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多色荧光特性Ag2S-ZnS异质纳米结构的可控合成与光学性质研究

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多色荧光特性Ag2S-ZnS异质纳米结构的可控合成与光学性质研究

中国化学会第28届学术年会

作者：沈淑玲王强斌中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米生物医学部/国际实验室

＜正＞异质结构多功能纳米材料组成、结构及其性质的多样性是单一成分纳米颗粒或其混合物所不具备的。利用纳米技术构筑多功能异质结构纳米材料,满足生物医学、信息技术和能源等前沿领域的发展要求,是

关键词：多色荧光 Ag2S-ZnS 异质纳米结构可控合成

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基于稀土配位作用的多色荧光高分子水凝胶

基于稀土配位作用的多色荧光高分子水凝胶

中国化学会第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：魏书心路伟陈涛中国科学院宁波材料科学与技术研究所

荧光高分子水凝胶是一种具有发光能力的含有大量水分子的高分子三维网络状结构材料。由于其独特的发光性能以及水凝胶材料的"湿、软"等特质,使得荧光高分子水凝胶在可视化显示、智能仿生、生物医药等领域有着广阔的应用前景。然而,与只... 详细信息

荧光高分子水凝胶是一种具有发光能力的含有大量水分子的高分子三维网络状结构材料。由于其独特的发光性能以及水凝胶材料的"湿、软"等特质,使得荧光高分子水凝胶在可视化显示、智能仿生、生物医药等领域有着广阔的应用前景。然而,与只含有一种发光中心的单色荧光高分子水凝胶的研究相比,多色荧光高分子水凝胶的研究还十分滞后。本文报道了一种吡啶羧酸荧光团修饰的聚N-异丙基丙烯酰胺高分子水凝胶。其通过铕离子(Eu)和铽离子(Tb)的扩散配位可以分别得到红色和绿色荧光高分子水凝胶。由于能量共振转移原理,吡啶羧酸类配体与Eu或Tb配位后可以显著增强Eu和Tb的红光和绿光发射能力。通过调节两个稀土发色团(红色和绿色)的化学计量比可以控制水凝胶的发光颜色,继而获得多色荧光高分子水凝胶。得益于这种配合物的多重刺激响应特性,利用酸碱等外界刺激可以实现荧光强度的调控。实验中我们通过调控溶液的酸碱度,实现了荧光颜色的退去和恢复。

关键词：稀土配位多色荧光刺激响应

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倏逝波多色荧光生物传感器的研制与应用

倏逝波多色荧光生物传感器的研制与应用

2019中国环境科学学会科学技术年会

作者：龙峰宋丹杨荣韩向峙中国人民大学环境学院

实现污染物的快速、灵敏检测是保障水环境和食品安全的前提。本研究通过集成激光诱导荧光原理、光纤传感原理和生物亲和反应原理,自主研制了新型倏逝波多色荧光荧光传感平台,可实现两种荧光物质的同时超灵敏检测。该系统采用简单的全光... 详细信息

实现污染物的快速、灵敏检测是保障水环境和食品安全的前提。本研究通过集成激光诱导荧光原理、光纤传感原理和生物亲和反应原理,自主研制了新型倏逝波多色荧光荧光传感平台,可实现两种荧光物质的同时超灵敏检测。该系统采用简单的全光纤光学系统和新型硅基光电探测器SOP-1000元件,以提高光学效率和检测灵敏度。在光学系统中,采用单多模光纤耦合器传输两个波长的激发光,采集和传输两个波长的荧光信号,光开关控制两个波长的激发光的交替进入和荧光染料的交替激发。利用光开关的时间分辨效应,通过光电探测器SOP-1000实现了两个波长荧光信号的同时灵敏检测。该仪器的检测灵敏度可达50fW,两种荧光染料Cy5.5和PB的检测限分别为2 amol和20amol。该仪器具有小型化、集成化、灵敏度高、荧光串扰可忽略和成本低的优点,是传统双色荧光检测系统的有力替代,也可作为双色荧光检测全微分析(μ-TAS)系统的重要组成部分。以双酚A和2,4-D为检测对象,利用自主搭建的倏逝波多色荧光生物器,基于间接免疫竞争原理,建立了倏逝波多色荧光免疫传感技术用于两种特征污染物检测方法。BPA和2,4-D的检出限分别为6.75 ng/L和3.24 ng/L。高灵敏度来源于抗原抗体的高特异性、高的光传输效率、良好的时间分辨效率和低的交叉反应性。

关键词：倏逝波多色荧光光纤生物传感器特征污染物

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基于多色荧光染料及量子点的传感器阵列构建

基于多色荧光染料及量子点的传感器阵列构建

中国化学会第30届学术年会

作者：徐秦峰张春阳陕西科技大学食品与生物工程学院山东师范大学化学化工与材料科学学院

传感器阵列是通过模拟动物嗅觉/味觉系统建立起来的一种仿生分子识别手段;荧光因其灵敏度高、输出信号丰富等优点成为最广泛应用的信号输出方式。在早期的荧光传感器阵列中,传感单元都是单通道信号输出,因此需要以阵列分离的方式分别采... 详细信息

传感器阵列是通过模拟动物嗅觉/味觉系统建立起来的一种仿生分子识别手段;荧光因其灵敏度高、输出信号丰富等优点成为最广泛应用的信号输出方式。在早期的荧光传感器阵列中,传感单元都是单通道信号输出,因此需要以阵列分离的方式分别采集每一个传感单元的信号,需要多次重复测量并消耗大量的待测物。我们采用具有不同荧光发射波长的传感材料构建传感单元,可以避免传感单元的空间阵列分离。我们首先利用可被DNA自身猝灭的三色荧光染料设计构建了荧光传感器阵列,可用于七种核酸外切酶高灵敏识别与区分。由于多色荧光染料的最适激发波长各不相同,对多通道荧光信号的采集依然需要多个单色激发光源或多个滤光片等复杂昂贵的光学装置。我们进一步构建了只需单个激发波长的多色量子点荧光传感器阵列,可以快速（＜1 min）准确识别数十种血清蛋白和七种细胞。

关键词：多色荧光传感器阵列蛋白质识别量子点

具有多色荧光发射和超拉伸性能的高分子水凝胶

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具有多色荧光发射和超拉伸性能的高分子水凝胶

中国化学会第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：路伟陈涛中国科学院宁波材料技术与工程研究所

荧光高分子水凝胶是一类具有发光能力的高分子软材料,在生物医用、分子识别、传感检测等领域有着巨大的应用价值[1]。近年来,科学家们通过将有机荧光团、发光稀土配合物和金纳米团簇等发光材料引入高分子交联网络中,构建了一系列新型的... 详细信息

荧光高分子水凝胶是一类具有发光能力的高分子软材料,在生物医用、分子识别、传感检测等领域有着巨大的应用价值[1]。近年来,科学家们通过将有机荧光团、发光稀土配合物和金纳米团簇等发光材料引入高分子交联网络中,构建了一系列新型的荧光高分子水凝胶,并实现其发光强度的智能调控,我们前期也在相关方面做了很多的基础研究工作[2-5]。然而,目前已报道的荧光高分子水凝胶多只含有单一发光中心,不能实现荧光颜色的智能调控,严重限制了其在照明光源、全色显示和传感检测等多场合的应用,因此亟需发展具有单一波长光激发的多色荧光发射性能的新型高分子水凝胶。于是,针对目前多色荧光高分子水凝胶研究非常滞后的现状,我们利用颜色叠加的色度学原理,制备了一种含有吡啶羧酸盐型蓝色荧光团的双网络结构高分子水凝胶(Fig.1)。由于吡啶羧酸盐具有很高的吸光系数,与铕离子(Eu)或铽离子(Tb)配位后会通过能量转移的天线效应显著增强Eu和Tb的红光和绿光发射能力,因此,通过调节不同Eu和Tb与吡啶羧酸配体间的竞争络合作用来控制高分子水凝胶的蓝色、红色和绿色荧光强度,以获得红、绿、蓝三原色光谱复合叠加形成的多色荧光。此外,其化学/物理交联的双网络结构在受力时可以有效地耗散能量,赋予该水凝胶优异的超拉伸性能,可以被拉伸到其原始尺寸的12倍以上。这种兼具多色荧光发射和超拉伸性能的高分子水凝胶有望在传感检测、仿生驱动等领域得到广泛的应用,相关的研究工作正在进行中。

关键词：多色荧光超拉伸水凝胶

HCV RNA基因分型多色荧光PCR筛查和确认方法的建立

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中华临床医师杂志（电子版） 2012年第1期6卷 80-83页

作者：马洪滨李永利刘立明王雪飞朱剑功杨宁李妍庞君丽洪炜王大刚王海滨解放军第302医院临床检验中心北京100039

目的建立多色荧光丙型肝炎基因分型检测方法。方法针对HCV5'NCR区特异性基因设计一对通用引物和Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ型特异性探针,Ⅰ型和Ⅲ型探针标记FAM荧光染料,Ⅱ/Ⅳ型标记VIC荧光染料,分别建立Ⅰ/Ⅱ型和Ⅲ/Ⅳ型两管双色荧光PCR扩增系统。分... 详细信息

目的建立多色荧光丙型肝炎基因分型检测方法。方法针对HCV5'NCR区特异性基因设计一对通用引物和Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ型特异性探针,Ⅰ型和Ⅲ型探针标记FAM荧光染料,Ⅱ/Ⅳ型标记VIC荧光染料,分别建立Ⅰ/Ⅱ型和Ⅲ/Ⅳ型两管双色荧光PCR扩增系统。分别采用测序和本研究方法对97份丙型肝炎阳性血清进行分型,比较两种方法分型结果的一致性,并对双色荧光法检测的2889例HCV分型结果进行分析。结果在97份丙型肝炎阳性血清中,双色荧光法分出Ⅰ型65例(67.0%),Ⅱ型25例(25.8%),Ⅲ型2例(2.1%),Ⅰ/Ⅱ混合型3例(3.1%),有2例HCVRNA定量为(1～3)×103IU/ml弱阳性标本未分出型;测序法分出Ⅰ型61例(62.9%),Ⅱ型24例(24.7%),Ⅲ型2例(2.1%),Ⅰ/Ⅱ混合型2例(2.1%),有8例HCVRNA定量结果为(1～5)×103IU/ml的阳性标本测序法未分出型,有1例Ⅰ/Ⅱ混合型标本测序无法判断,而荧光法分型明确。我院采用本研究建立的方法检测2889例临床丙型肝炎标本,2268份分出基因型,其中Ⅰ型1545例(68.1%),Ⅱ型702例(31.0%),Ⅰ/Ⅱ混合型18例(0.8%),Ⅲ型3例(0.1%),高HCV载量血清全部涵盖在Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型中,未发现Ⅳ型和其他型的病例。结论本研究建立的双色荧光HCV基因分型的方法具有良好的敏感性、特异性、可重复性且省时省力,由于近99%的HCV阳性血清为Ⅰ/Ⅱ型,所以临床可选择Ⅰ/Ⅱ型试剂进行常规检测,对高病毒载量而非Ⅰ/Ⅱ型的标本可采用Ⅲ/Ⅳ型试剂进一步分型明确。

关键词：逆转录聚合酶链反应多色荧光 HCV分型

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新型多色标记和荧光成像标记物研究

新型多色标记和荧光成像标记物研究

作者：邹阳暨南大学

学位级别：硕士

近年来，以荧光纳米粒子作为探针的生物荧光成像成为纳米生物光子学领域的一个研究热点，因此新型荧光纳米材料的开发及生物荧光成像技术的应用引起了研究者的广泛兴趣。理想的荧光标记物应具有颗粒小、荧光量子产率高、光稳定性好、不... 详细信息

近年来，以荧光纳米粒子作为探针的生物荧光成像成为纳米生物光子学领域的一个研究热点，因此新型荧光纳米材料的开发及生物荧光成像技术的应用引起了研究者的广泛兴趣。理想的荧光标记物应具有颗粒小、荧光量子产率高、光稳定性好、不易被光漂白以及对生物体自身功能影响小等特点。本论文以此为出发点，寻求新型的发光标记物和检测方法，提高荧光标记物的发光强度及避免背景干扰。本文首先研究了多色荧光纳米颗粒，具体的研究从以下几个方面的着手：采用甘氨酸作为燃料，PEG4000(10%)作为分散剂，制备了单斜相Gd2O3:Bi3+的发光材料，进一步研究了在不同的实验条件下样品结构、发光性质以及形貌的变化。实验发现通过改变G/N值（甘氨酸与所用硝酸盐中总的硝酸根离子摩尔数比），可以分别得到立方相，单斜相以及立方相与单斜相混合的Gd2O3:Bi3+纳米粉末，并且不同晶型样品的发光光谱的形状和强度都有明显不同。实验结果表明：当G/N=4/8，Bi3+的掺杂量为3.0%，PEG4000(10%)的添加量为0.2mL时，在240℃的引燃温度条件下，燃烧反应1h，之后在1100℃下煅烧1h，可以得到分散性较好，颗粒粒径在50-200nm范围内，发光较强的单斜相Gd2O3:Bi3+蓝色荧光粉，有望成为可应用于荧光免疫分析方面的荧光纳米标记物。采用燃烧法制备了单斜相Gd2O3:Bi3+,Eu3+/Sm3+纳米颗粒，使用XRD和TEM对所得样品的物相以及形貌进行了表征，并对不同实验条件下得到的样品荧光进行了分析。研究发现Bi3+对Eu3+/Sm3+的发光存在着高效的敏化作用，同时通过调节这３种掺杂离子的浓度可以调控该体系中不同稀土离子的特征发射峰的强度;在同一激发波长激发下，可以同时得到了强烈的蓝、红、白色荧光，为进一步发展多色纳米荧光探针奠定了基础。采用甘氨酸作为燃料，制备了单斜相Gd2O3:Bi3+,Yb3+/Nd3+的纳米发光材料，通过XRD和TEM对样品的结构和形貌进行了表征，并研究了样品的可见光，近红外光发光强度以及其荧光寿命。结果表明，在体系中Bi3+对Yb3+/Nd3+存在高效的能量传递过程，当Bi3+和Yb3+的掺杂量分别为6.0%和4.0%;Bi3+和Nd3+的掺杂量分别为6.0%和2.0%时，单斜相Gd2O3:Bi3+,Yb3+/Nd3+荧光粉可以获得最强的近红外光发射，与单掺Yb3+/Nd3+的样品相比，单斜相Gd2O3中掺杂Bi3+和Yb3+/Nd3+后，样品的近红外发光有显著地增强。本文还研究了适用于动物体内成像研究的电子俘获型单光子近红外转可见光转换材料。采用高温固相法制备了Ca2SnO4:Gd3+,Sm3+粉体。用XRD对样品的结构进行表征;用激发和发射光谱，余辉衰减曲线以及光激励发光等测试方法系统地研究了样品的光学性质;用热释光谱简单的解释了样品能量储存和光激励发光的机制。实验发现Ca2SnO4:Gd3+,Sm3+荧光粉用紫外光照射下可以产生强烈的橙红色光，停止激发后，在黑暗的环境中出现了明显的橙红色余辉现象，有趣的是，在黑暗中过了20min，此时肉眼观察不到余辉现象，再用980nm的近红外光去照射，出现了肉眼明显观察得到橙红色的光激励发光现象，并且维持了一段时间，这说明该材料是一种电子俘获型近红外转可见光上转换材料。而该材料的光激励衰减由一部分快过程和一部分慢过程组成的，这样的结果可能是由于电子（空穴）的再俘获过程产生的。通过改变Gd3+和Sm3+的掺杂量，对样品光学性质进行研究，并通过测试其热释发光研究了电子陷阱的性质和存储机理，对本章实验现象进行了分析。实验结果表明样品Ca2SnO4:Gd3+,Sm3+中储存的能量在室温条件下可以保存二十个小时以上，并且只需要进行一次充能就可以对被标记物进行多次检测分析，有望成为新一代可应用于医学基础研究和临床诊断等方面的新型纳米荧光标记物。

关键词：多色荧光纳米标记物 Gd2O3能量存储

海洋生物多糖多色可调固态荧光分子的设计与合成

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海洋生物多糖多色可调固态荧光分子的设计与合成

作者：姜振杰青岛大学

学位级别：硕士

多色可调固态荧光材料自出现以来,因其“越聚集,越发光”的特性以及光电效率高,分子响应快,分子骨架柔性好等优点被广泛应用在有机光电子、细胞成像、化学检测、防伪、荧光传感器等领域。但是由于传统的发光基团分子骨架共轭性强,易导... 详细信息

多色可调固态荧光材料自出现以来,因其“越聚集,越发光”的特性以及光电效率高,分子响应快,分子骨架柔性好等优点被广泛应用在有机光电子、细胞成像、化学检测、防伪、荧光传感器等领域。但是由于传统的发光基团分子骨架共轭性强,易导致荧光淬灭。此外,它们的制备过程复杂且繁琐、加工性差、生物毒性高等问题进一步影响了此类荧光材料在化学和生物医药领域的快速发展与广泛应用。随着对新型发光材料的化学结构(共轭结构、取代侧基、元素组成或分子的聚合度等)和微观结构(聚集性、结晶态和纳米粒子尺寸等)的有效调控,已开发出全色荧光材料和全色可调动态荧光材料。尽管这些结果在新能源材料领域令人振奋,但未来可调多色荧光材料始终面临着很多挑战。这其中包括:(1)在相同分子结构的前提下,难以实现单一波长激发的多色荧光材料;(2)未能有通过化学合成的方法研究非共轭高分子类的多色荧光材料的发光机制;(3)同一分子结构中实现发光波长的大幅调控比较受限;(4)一些荧光材料难以降解,易造成环境污染。基于生物基的非共轭有机荧光材料,由于结构设计性强、材料加工灵活、生物相容性好、毒性低等优点,逐渐受到了科研工作者的广泛关注。由于地球表面71%的面积是海洋,因此,可再生海洋植物(如海藻等)的种类多、繁殖快,从海藻中提取的天然高分子材料已经广泛应用于食品和医药等领域。同时,通过可控合成的方法制备海洋生物质荧光高分子材料,也是建立可再生海洋能源系统的重要途径之一。因此,设计一类新型的具有高荧光效率、合成工艺简单的发光单元,开发一类优秀的以海洋生物多糖为基质的可调多色荧光材料,对生命科学、化学化工及医学领域发展具有重要的科学意义。海藻酸钠是一种从天然褐藻中提取的高分子聚电解质,具有生物相容性好、易生物降解等优点。海藻酸钠自身的功能基团还可以进行化学改性,分子内的氢键作用使其具有稳固的簇拥构象,为聚集诱导发光材料提供了优秀的骨架材料。本论文以海藻酸钠为骨架,采用高碘酸钠氧化得到含有醛基的功能化多糖结构(OSA),再与含氨基的有机小分子进行席夫碱反应,通过调控其荧光颜色和发光性能,研究了小分子的构象以及空间位阻对荧光性质的影响,具体研究内容如下:(1)将3,3’-二氨基-2,2’-联吡啶(3-Apy)和5,5’-二氨基-2,2’-联吡啶(5-Apy)两种同分异构体通过化学反应接枝到氧化海藻酸钠(OSA)上,制备了OSA-3-Apy和OSA-5-Apy多色可调固态荧光材料。研究结果表明,通过调控两种同分异构体的种类和交联比例开发出具有蓝-绿-黄的多色可调固态荧光分子。其中,与OSA-5-Apy相比,OSA-3-Apy表现出红移的紫外可见吸收光谱,且它的荧光量子效率(Φ)达15.36%,荧光寿命(τ)为12.38 ns,明显高于OSA-5-Apy(Φ为5.25%,τ为3.61 ns)。理论计算结果表明,荧光分子OSA-3-Apy的联吡啶扭转角为65.6°,使得其构型更为稳固,从而减少了非辐射能量的损失,表现出更好的荧光性能。通过对不同交联比例的荧光材料的分析发现,海藻酸钠骨架的非共轭结构对固态发光具有增强作用。而且,经过测试发现小分子交联具有最佳比例,OSA-3-Apy和OSA-5-Apy交联比例分别为1000:1和100:1时,荧光量子效率最高。利用OSA-3-Apy和OSA-5-Apy成功在L929细胞以及大肠杆菌和金色葡萄球菌进行了荧光成像,OSA-3-Apy和OSA-5-Apy均穿过了细胞膜对细胞质进行了染色,实现了对细胞的定向观察。通过钙离子交联实验发现,OSA-3-Apy在浓度1000 ppm时仍有荧光发射,而OSA-5-Apy在0-10 ppm离子浓度下就发生了淬灭,推测是因为3-Apy和5-Apy在荧光材料中所处的构象不同导致和钙离子的不同络合效应。两种材料具有良好的加工性能,制备了黄绿蓝三种荧光颜色的荧光纤维和凝胶,表明了海藻酸钠基荧光材料在化学探针,防伪,生物成像等领域具有潜在应用价值。(2)为了获得高荧光量子产率的固态荧光材料,在第一部分的基础上,通过小分子结构微调,将2,2’-二氨基联苯(2-Dby)和4,4’-二氨基联苯小分子(4-Dby)两种不含N杂原子的同分异构体接枝到OSA上,制备了OSA-2-Dby和OSA-4-Dby高效荧光材料。NMR和FTIR结果表明2-Dby/4-Dby成功交联到了海藻酸钠骨架上。OSA-2-Dby和OSA-4-Dby分别呈现出蓝色和冷白色荧光。分析表明,全苯环联苯分子内电荷分布均匀,相比于氨基联吡啶分子荧光性能更加优异,OSA-2-Dby和OSA-4-Dby荧光效率分别高达32.33%和31.17%,相当于OSA-Apy材料的两倍。且OSA-Dby为单组分多发射材料,不仅具有固态荧光,还出现了室温磷光现象。对其磷光寿命进行了测试,OSA-

关键词：聚集诱导发光多色荧光海藻酸钠发光机理

基于锑磷酸盐玻璃宽带发射的钐离子荧光色彩调谐

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硅酸盐学报 2016年第6期44卷 841-846页

作者：肖鹏张伟针张晶晶王志强林海大连工业大学纺织与材料工程学院辽宁大连116034

利用高温熔融法制备不同Sm^(^(3+))掺杂量的锑磷酸盐发光玻璃(SP玻璃)。结果表明:玻璃中未析出晶态物质,玻璃转变温度为430℃。在254 nm紫外光激发下,SP玻璃发出覆盖近紫外/蓝/绿/黄光谱区域Sb^(3+)宽带发射,最大半高宽达150 nm。当Sm_2... 详细信息

利用高温熔融法制备不同Sm^(^(3+))掺杂量的锑磷酸盐发光玻璃(SP玻璃)。结果表明:玻璃中未析出晶态物质,玻璃转变温度为430℃。在254 nm紫外光激发下,SP玻璃发出覆盖近紫外/蓝/绿/黄光谱区域Sb^(3+)宽带发射,最大半高宽达150 nm。当Sm_2O_3含量从0增加到2.0%(质量分数)时,Sb^(3+)宽发射带强度依次减弱,同时归属Sm^(3+)的稀土特征荧光发射强度依次增强,发光色彩从蓝白色变为暖白色。在不同的激发条件下,Sm^(3+)掺杂的SP玻璃展现出不同的发射行为,其中在240和315 nm波长激发下,玻璃的荧光色坐标接近标准白光点。200~320 nm紫外光可有效激发Sm^(3+)掺杂的SP玻璃,获得高强度可见荧光。通过选择合适激发波长光源和优选Sm^(3+)掺杂量,有望在Sm^(3+)掺杂SP玻璃中获得强的多色荧光发射,实现理想白光荧光。

关键词：锑磷酸盐玻璃多色荧光宽带发射钐离子荧光调谐