1、關于儀器分析分子發光分析法第一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月分子發光分析法較高激發態基 態吸收能量受激退激光輻射分子在退激過程中以光輻射形式釋放能量 5- 1 分子發光分析法及其分類第二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月根據分子受激時所吸收能源及輻射光的機理不同分為以下幾類： 光致發光：以光能來激發而發光 化學發光：以化學反應能激發而發光化學發 光分析法 熱致發光 、生物發光、電致發光熒光熒光分析法磷光磷光分析法第三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月激發光譜和熒光光譜熒光強度波長（nm)300400500硫酸奎寧的兩個光譜Iex,maxfl,max第四張，PPT共六

2、十一頁，創作于2022年6月硒熒光分光光度法GB17378.5-1998(13.1)油類沉積物 熒光分光光度法GB17378.5-1998(14.1)石油烴熒光分光光度法GB17378.6-1998(14.1)第五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 5- 2 熒光和磷光光譜法一、熒光和磷光光譜的產生基態分子光照后，價電子躍遷產生熒光和磷光 基態分子 價電子躍遷到激發態光照激發去激發光 * * n基 態第六張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月1. 電子自旋狀態的多重性分子中的電子數及自旋方向基態單重態 S0第一激發單重態 S1S0, S1, S2, S3分別代表基態、第一、 二、

3、三激發單重態單重態分子具有抗磁性，激發態的平均壽命約為10-8第七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月T1、T2、T3分別表示第一、二、三激發三重態由基態單重態激發三重態，凈自旋 0。這種躍遷為禁阻躍遷基態單重態 S0第一激發三重態 T1自旋平行三重態分子具有順磁性，激發態的平均壽命約為10-4 1S第八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 2. 無輻射去激 外部轉移激發態分子與溶劑分子或溶質分子的相互作用產生能量轉移，熒光或磷光減弱或消失振動馳豫(VR)同一電子能級中，從較高振動能級到較低振動能級的過程內部轉換(IC)相同的多重態之間的轉換 S-S系間竄躍(ISC)不同的多重態之

4、間的轉換S-T 發生系間竄躍電子需轉向，S1T1間進行，比內部轉換困難 第九張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月T1S0ISCVRVRIC吸光 吸光S0S1S2VR：振動馳豫IC：內部轉換ISC：系間竄躍第十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3.輻射去激熒光和磷光產生S1或T1 S0 這種過程叫輻射去激 發光(1) 熒光：從S1的最低振動能級回到S0各振動能級所產生的光輻射叫熒光第十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月特點：產生速度快，10-910-6s；依賴于外部光源 熒激第十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月T1S0ISCVRVRIC吸光 吸光 熒光圖5-1

5、 分子熒光光譜產生過程示意圖S0S1S2VR：振動馳豫IC：內部轉換ISC：系間竄躍第十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月（2）磷光S1 T1 S0 磷光特點：發光速度慢，約為 10-4 10s，光照停止后，磷光仍可持續一段時間體系間竄躍(isc)發光第十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月磷光的波長更長 磷 熒 激 * 易產生熒光 n * 易產生磷光第十五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月T1S0ISCVRVRIC吸光 吸光 熒光 磷光圖5-1 分子熒光、磷光光譜產生過程示意圖S0S1S2VR：振動馳豫IC：內部轉換ISC：系間竄躍VR第十六張，PPT共六十一頁，創

6、作于2022年6月二、熒光、磷光與分子結構的關系（一）熒光效率 熒光強度常用熒光量子效率f 來描述 熒光量子效率 f =發熒光的分子數激發態分子總數第十七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 f 是一個物質熒光特性的重要參數，反映了熒光物質發射熒光的能力， f 越大，熒光越強，在01之間。分析上有應用價值的熒光化合物的熒光效率大于0.1。第十八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月（二）熒光磷光與有機化合物結構的關系至今對激發態分子的性質了解不深，無法定量地描述熒光與分子結構之間的關系物質只有吸收了紫外可見光，產生 *、n *躍遷，產生熒光第十九張，PPT共六十一頁，創作于2022年

7、6月 *與n *躍遷相比，摩爾吸收系數大102103，壽命短 *躍遷常產生較強的熒光， n *躍遷產生的熒光弱，但可產生系間竄躍，產生更強的磷光第二十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月1. 共軛體系有較強的熒光具有共軛體系的芳環或雜環化合物, 電子共軛程度越大，越易產生熒光; 環越多，共軛程度越大, 產生熒光波長越長，發射的熒光強度越強第二十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月f ex /nm em /nm 0.11 205 278 0.29 286 3100.46 365 400苯萘蒽 350菲線狀環結構比非線狀結構的熒光波長長第二十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6

8、月 多環芳烴是重要的環境污染物，可用熒光法測定 3,4 - 苯并芘是強致癌物 ex = 386 nm em = 430 nm第二十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月2. 剛性平面結構較穩定的平面結構具有強熒光的分子多數有剛性平面結構熒光素：氧橋把兩個環固定在一個平面上，具有平面結構，強熒光物質酚酞：無氧橋把兩個環固定，不能很好的共平面，為非熒光物質第二十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月例 1，2 - 二苯乙烯反式：平面構型 強熒光體順式：非平面構型 非熒光體第二十五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月（三）取代基的類型（1）增強熒光的取代基 -OH、-OR、-NH2

9、、-NHR、-NR2等給電子基團由于基團的 n 電子（孤對電子）的電子云與苯環上的 軌道平行，共享了共軛 電子，擴大了共軛體系，使熒光波長長移，熒光強度增強第二十六張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月（2）減弱熒光的取代基 -COOH 、 -NO2 、-COOR 、-NO、-SH 吸電子基團, 使熒光波長短移，熒光強度減弱芳環上被F、Cl、Br、I 取代后，使系間竄躍加強，磷光增強，熒光減弱。磷光相應增強，這種效應為重原子效應。（3）影響不明顯的取代基 -NH3+、-R、- SO3H等第二十七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月三、環境對熒光、磷光的影響 1. 溶劑的影響 不同的溶

10、劑中可能表現出不同的熒光性質 溶劑的極性增強，熒光波長紅移，強度增大 2. 溫度的影響低溫下測定，提高靈敏度 因為輻射躍遷的速率基本不隨溫度變; 非輻射躍遷隨溫度升高顯著增大。 熒光效率會隨溶液溫度升高下降，強度減弱。 溫度對磷光影響更大第二十八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3. pH的影響大多數含有酸性或堿性基團的芳香族化合物的熒光性質受溶液pH的影響很大共軛酸堿對是具有不同熒光性質的兩種型體，具有各自的熒光效率和熒光波長例： 苯酚離子化后，熒光消失pH1有熒光pH13無熒光第二十九張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月但兩個苯環相連的化合物，又表現出相反的性質，分子形式無熒

11、光，離子化后顯熒光例：苯酚有熒光無熒光另外，表面活性劑也會影響熒光強度和特性第三十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月熒光池I0IIf熒光強度檢測器四、熒光強度與熒光物質濃度的關系 強度為I0的入射光，照射到濃度很稀的熒光物質時,產生熒光，熒光強度If 與入射光強度有下面的關系：If = f Ia= f （I0 - I ）Ia為吸收的輻射強度I0為入射光強度I 為透射光 If = f （I0- I010-A ） = f I0 （1-10-A ）I = I010-A第三十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月當A0.05時，方括號中其它各項與第一項相比可忽略不計，上式簡化 If =

12、2.3 f I0A =2.3 f I0bc將上式展開第三十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月當A0.05時， If與 f 、I0、 和c 有關。對一給定物質，當激發光波長和強度一定時， f 、I0、 和b為常數，合并為K If = KC Ip = KC定量分析依據第三十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月熒光強度與物質濃度呈線形關系， If=KC只有在濃度低時使用，熒光物質測定的是微量或痕量組分，靈敏度高濃度高時， If與C不呈線形關系，有時C增大， If反而降低。因為公式 中后面影響；有時發生熒光猝滅效應第三十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月熒光猝滅 熒光物質與

13、溶劑或其它物質之間發生化學反應，或發生碰撞后使熒光強度下降(熒光效率f 下降)稱為熒光猝滅。使熒光強度降低的物質稱為熒光猝滅劑第三十五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月氧分子及產生重原子效應的溴化物、碘化物等都是常見的熒光猝滅劑碰撞猝滅 M +激 M* M* + Q M + Q +熱自熄滅熒光物質發射的熒光被熒光物質的基態分子所吸收，即自吸收現象第三十六張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月（一）熒光分析儀器 主要由光源、單色器、樣品池、檢測器和顯示器組成。五、熒光和磷光分析儀器第三十七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月光源第一單色器液池檢測器第二單色器檢測器放大器及記錄器

14、 ex em與分光光度計有兩點不同兩個單色器檢測器與激發光互成直角I0I第三十八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月1、光源激發光源一般要求比吸收測量中的光源有更大的發射強度；適用波長范圍寬熒光計中，常使用鹵鎢燈作光源熒光光度計中常用高壓汞燈和氙弧燈應用最廣泛的一種光源，可發射250800nm很強的連續光源利用汞蒸氣放電發光的光源；常用其發射365 nm、405 nm、 436 nm 三條譜線以365 nm 的譜線最強第三十九張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月2、單色器熒光計用濾光片作單色器，熒光計只能用于定量分析，不能獲得光譜大多數熒光光度計一般采用兩個光柵單色器，有較高的分辨

15、率，能掃描圖譜，既可獲得激發光譜，又可獲得熒光光譜第一單色器作用：分離出所需要的激發光，選擇最佳激發波長 ex 第二單色器作用：濾掉一些雜散光和雜質所發射的干擾光，用來選擇測定用的熒光波長 em。第四十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3、樣品池盛放測定溶液，通常是石英材料的方形池，四面都透光，只能用手拿棱或最上邊4、檢測器把光信號轉化成電信號, 放大, 直接轉成熒光強度熒光的強度一般較弱，要求檢測器有較高的靈敏度，熒光光度計采用光電倍增管熒光分析比吸收光度法具有高得多的靈敏度，是因為熒光強度與激發光強度成正比，提高激發光強度可 大大提高熒光強度5、讀出裝置掃描激發光譜和發射光譜記錄,

16、 結果打印輸出第四十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月（二）激發光譜和熒光、磷光光譜激發光譜：熒光和磷光均為光致發光，合適的激發光波長需根據激發光譜確定I ex固定em 熒光波長獲得方法：固定em不變，改變ex，測定它的熒光強度，以I 為縱坐標， ex為橫坐標得左圖，即熒光物質的激發光譜，確定最大ex第四十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月I em固定 ex 激發光波長獲得方法：固定ex不變，改變em，以I 為縱坐標， em為橫坐標得左圖，即熒光物質的發射光譜從曲線上找出最大的 em發射光譜：熒光、磷光光譜第四十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月磷 熒 激圖吸收峰

17、熒光峰磷光峰第四十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月激發光譜和熒光光譜熒光強度波長（nm)300400500硫酸奎寧的兩個光譜Iex,maxfl,max第四十五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月（三）磷光分析儀器與熒光分析儀器相似，主要差異如下：1. 試樣室試樣需在液氮溫度（77K，-196）下測定低溫磷光（將液池放在盛放液氮的杜瓦瓶內）固體表面室溫磷光分析需特制試樣室2. 磷光鏡有些物質既可產生熒光，又能產生磷光。用機械切光裝置磷光鏡區別熒光和磷光。利用熒光壽命短，磷光壽命長消除熒光干擾。第四十六張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月六、 熒光、磷光分析及應用（一）定量

18、分析方法 定量分析依據 If = KC Ip = KC1. 標準曲線法最常用的定量分析方法濃度 C1 C2 C3 C4 C5 Cx熒光強度 If1 If2 If3 If4 If5 Ifx If IfxCxC第四十七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月2. 熒光猝滅法把熒光猝滅用在定量分析上，具有較高的靈敏度和選擇性熒光物質 M 與猝滅劑 Q 生成不發熒光的基態配合物MQ M + Q = MQ（非熒光物質）第四十八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月猝滅劑加入前的熒光強度猝滅劑加入后試液的熒光強度常數猝滅劑濃度I前/I后與C(Q) 有線性關系，可求猝滅劑含量經推導得出：第四十九張，P

19、PT共六十一頁，創作于2022年6月標準曲線法I前/I后xCQxCQI前/I后第五十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3. 比較法比較簡單如果試樣數量不多，可用比較法進行測量配一標準溶液濃度為Cs， Cs與未知液濃度Cx相近，并在相同條件下測定它們的熒光強度 未知液 If x = KCx 標準液 If s = KCs 比較第五十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月（二）熒光分析法的應用熒光分析法具有靈敏度高、取樣量少等優點1. 無機化合物的分析與有機化合物生成發熒光的有機配合物后，進行熒光分析的元素達70多種，其中較常采用熒光法測定的元素有：Be、Al、B、Ga、Se、Mg、Z

20、n、Cd及某些稀土元素熒光猝滅法也是熒光分析中經常采用的方法。可采用熒光猝滅法間接測定的離子有：F-、S2-、Co2+、Ni2+、Cu2+等第五十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月2. 有機化合物的分析芳香族化合物因具有共軛的不飽和體系，多數能發熒光；可直接用熒光法測定。對于具有致癌活性的多環芳烴熒光分析法是最主要的測定方法為提高測定的靈敏度，有時也將芳香族化合物與適當試劑反應之后進行測定可測定結構復雜的大量有機物質，如：各種維生素、葉綠素、氨基酸、蛋白質、酶和輔酶以及各種藥物、毒物和農藥等第五十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月例：3，4 苯并芘3，4 苯并芘為強致癌物質煤炭、石油、天然氣等燃料不完全燃燒以及吸煙、焚燒垃圾都會產生3，4 苯并芘，汽車尾氣也是主要來源食品加工過程也會產生3，4 苯并芘，尤其是煙熏、油炸、烘烤食品分析測定：用環己烷將3，4 苯并芘從試樣中提取出來，用堿將提取液的脂肪類物質皂化，然后用色譜法分離純化，用95%C2H5OH稀釋，用熒光分光光度計測定相對熒光強度進行定量第五十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月例： VB2又稱核黃素，是一種生長促進劑，常存在于動物肝臟、肉類、蛋黃、豆類、花生、蘑菇和海藻中， VB2易溶于強酸或強堿性溶液。 在低濃度情況下，I= KC，I與C呈線性