分子荧光光谱实验报告

分子荧光光谱实验报告
篇一：分子荧光光谱实验报告
分子荧光光谱实验报告
一、实验目的：
1.掌握荧光光度法的基本原理及激发光谱、发射光谱的测定方法；学会运用分子荧光光谱法对物质进行定性分析。

2.了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用。

3.了解影响荧光产生的几个主要因素。

二、实验内容：测定荧光黄/水体系的激发光谱和发射光谱；
首先根据已知的激发波长（如果未知，则用紫外分光光度计进行测量，以最大吸收波长为激发波长）测定发射光谱，得到最大发射波长；然后根据最大发射波长测定激发光谱，得到最大激发波长；然后在根据最大激发波长测定测定发射光谱；
根据所得数据，用origin软件做出光谱图。

三、实验原理：
某些物质吸收光子后，外层电子从基态跃迁至激发态，然后经辐射跃迁的方式返回基态，发射出一定波长的光辐射，此即光致发光。

光致发光现象分荧光、磷光两种，分别对应
单重激发态、三重激发态的辐射跃迁过程。

本实验为荧光光谱的测定。

激发光谱：在发射波长一定的条件下，被测物吸收的荧光强度随激发波长的变化图。

发射光谱：在激发波长一定的条件下，被测物发射的荧光强度随发射波长的变化图。

各种物质均有其特征的最大激发波长和最大发射波长，因此，根据最大激发波长和最大发射波长，可以对某种物质进行定性的测定。

四、荧光光谱仪的基本机构
五、实验结果与讨论：
XX00
S1 / R1 (CPS / MicroAmps)
150000
100000
50000
0Wavelength (nm)
400000
S1 / R1 (CPS / MicroAmps)
300000
XX00
100000
Wavelength (nm)
400000
荧光黄/水体系第二次发射光谱S1 / R1 (CPS / MicroAmps)
300000
XX00
100000
Wavelength (nm)
篇二：实验课-分子荧光光谱法实验报告
实验二分子荧光光谱法
[实验目的]
1、掌握荧光光度计的基本原理及使用。

2、了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用；
3、掌握分子荧光光度计分析物质的特征荧光光谱：激发光谱、发射光谱的测定方法。

[实验原理]
1、激发光谱与发射光谱
具有不饱和基团的基态分子经光照后，价电子跃迁产生荧光，是当电子从第一激发单重态S1的最低振动能级回到基态S0各振动能级所产生的光辐射。

激发光谱：是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）变化的曲线。

横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。

激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。

即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。

荧光为光致发光，合适的激发光波长需根据激发光谱确定——激发光谱是在固定荧光波长下，测量荧光体的荧光强度随激发波长变化的光谱；获得方法：先把第二单色器的波长固定，使测定的?em不变，改变第一单色器波长，让不同波长的光照在荧光物质上，测定它的荧光强度，以I为纵坐标，?ex为横坐标所得图谱即荧光物质的激发光谱，从曲线上找出?ex，实际上选波长较长的高波长峰。

发射光谱：是指发光的能量按波长或频率的分布。

通常实验测量的是发光的相对能量。

发射光谱中，横坐标为波长（或频率），纵坐标为发光相对强度。

发射光谱常分为带谱和线谱，有时也会出现既有带谱、又有线谱的情况。

发射光谱的获得方法：先把第一单色器的波长固定，使激发的?ex 不变，改变第二单色器波长，让不同波长的光扫描，测定它的发光强度，以I为纵坐标，?em为横坐标得图谱即荧光物质的发射光谱，从曲线上找出最大的?em。

2、荧光分光光度计
包括四个部分，即激发光源、样品池、双单色器系统、检测器。

特殊点是有
两个单色器，光源与检测器通常成直角。

单色器：选择激发光波长的第一单色器和选择发射光(测量)波长的第二单色器
光源：氙灯、高压汞灯、激光器(可见与紫外区)
检测器：光电倍增管
[仪器材料]
仪器：HORIBA Fluoromax-4荧光光谱仪
试剂：罗丹明B、2-萘酚、
3,3'-Diethyloxadicarbocyanine iodide（碘化-3,3ˊ-二乙基氧杂二羰花青）浓度分别为40?g/mg、30?g/mg、20?g/mg、10?g/mg、以及未知浓度试样一份。

[实验步骤]
1、按照实验原理中的方法分别扫描得到罗丹明B、2-萘酚和碘化-3,3ˊ-二乙基氧杂二羰化青（选取最高浓度的标准样品）的分子荧光光谱，确定三者各自的激发波长?ex 和发射波长?em。

扫描确定未知溶液的?ex和?em，根据图谱形状和激发、发射最大波长等信息确定未知溶液的物质种类。

2、在选定的激发波长?ex和发射波长?em下，测定不同浓度碘化-3,3ˊ-二乙基氧杂二羰化青标准溶液的相对荧光强度。

3、以相对荧光强度为纵坐标，以标准溶液的浓度为横坐标，绘制碘化-3,3ˊ-二乙基氧杂二羰化青的标准曲线。

4、依据碘化-3,3ˊ-二乙基氧杂二羰化青的标准曲线和未知溶液在?ex和?em的相对荧光强度（由步骤1已确定为羰化青溶液）推算出其浓度。

图一分子荧光分析仪基本部件示意图
[实验结果及分析]
图二1 罗丹明B激发光谱图二2 罗丹明B荧光光谱
图三1 2-萘酚激发光谱图三22-萘酚荧光光谱
图四罗丹明B分子结构图五 2-萘酚分子结构发射光谱与激发光谱没有直接关系，发射光谱波长一般比激发光谱波长要
长。

从荧光光谱上可得出罗丹明B的?em(max)?566nm，2-萘酚的?em(max)?368nm。

由于具有共轭体系的芳环或杂环化合物，?电子共轭程度越大，越易产生荧光；环越多，共轭程度越大，产生荧光波长越长，发射的荧光强度越强。

分析两种物质分子结构可知，罗丹明B共轭程度更大，因此荧光波长更长，与实验值相符合。

表一标准曲线法实验数据
图六标准曲线
（注：从曲线可以看出数据点（40，13440）严重偏离曲线，故舍去）
分析未知试样的激发光谱和荧光光谱可知其Em?610nm，Ex?579nm，查阅相关文献可知为3,3'-Diethyloxadicarbocyanine iodide（碘化-3,3ˊ-二
乙基氧杂二羰花青），根据标准曲线可知未知样品浓度C?36.7?g/mg。

[实验小结]
1、从实验图上可以看出有许多尖峰属于误差，最大值应当选择平缓的位置，避免尖峰位置。

2、在标准曲线上可以看到有一数据点严重偏离曲线，舍去，可能原因为实验时短暂，操作上的误差，选择激发波长位置的仓促性以及经验性等。

3、通过这次实验，掌握了分子荧光光度计的应用方法和工作原理，熟悉并掌握了利用分子荧光光度计进行定性分析的实验方法和原理。

篇三：荧光光谱实验报告
近代物理实验报告
实验4-1 荧光光谱
【摘要】激发态分子返回基态而产生光辐射的跃迁，称为辐射跃迁，即荧光。

本实验利用RF-5301PC荧光分光光度计测量了不同浓度的维生素B2溶液的光谱特性。

固定激发光波长，扫描发射光波长，得到荧光发射光谱；固定发射光波长，扫描激发光波长，得到荧光激发光谱。

【关键词】荧光，光谱，激发，发射
原子外层电子吸收光子后，由基态跃迁到激发态，再回到较低能级或者基态时，发射出一定波长的辐射，称为原子荧光。

对于分子的能级激发态称为分子荧光，平时所说的荧光指分子荧光。

以物质发射的荧光强度与浓度之间的线性关系为依据进行定量分析及以荧光光谱的形状和荧光峰对应的波长进行定性分析的方法称为荧光分析法。

在荧光分析中，将荧光分为自然荧光和人工荧光，本实验所述荧光为自然荧光，即无须经过处理，当受到激发光照射时就能产生荧光的现象。

一、实验目的
? 理解并掌握荧光产生的机理。

? 学会测定不同浓度物质溶液的荧光激发光谱和发荧光射光谱。

? 了解影响荧光产生的几个主要因素。

二、实验原理
原子外层电子吸收光子后，由基态跃迁到激发态，再回到较低能级或者基态时，发射出一定波长的辐射，称为原子荧光。

对于分子的能级激发态称为分子荧光，平时所说的荧光指分子荧光。

1.产生过程（如图1）
? 光吸收：荧光物质从基态跃迁到激发态。

此时，荧光分子处于激发态。

? 内转换：处于电子激发态的分子由于内部的作用，以无辐射跃迁过渡到低的能级。

? 外转换：处于电子激发态的分子由于和溶剂以及其他分子的作用，以及能量转移，过渡到低的能级
? 荧光发射：如果不以内转换的方式回到基态，处于第一电子激发态最低振动能级的分子将以辐射的方式回到基态，平均寿命约为10ns左右。

? 系间转换：不同多重态,有重叠的转动能级间的非辐射跃迁。

? 振动驰豫：高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。

发生振动弛豫的时间。

图1
2.光谱特性
? 激发谱：固定测量波长(选最大发射波长),化合物发射的荧光强度与激发光波长的关系曲
线。

激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，
荧光强度最大。

? 发射谱：固定激发波长，发射强度与发射波长的关系。

1) Stokes位移：激发光谱与发射光谱之间的波长差值。

发射光谱的波长比激发光谱的
长，振动弛豫消耗了能量。

2) 发射光谱的形状与激发波长无关：电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能
量，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最低振动能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光。

3) 镜像规则：通常荧光发射光谱与它的吸收光谱（与激发光谱形状一样）成镜像对称
关系。

4) 荧光寿命和荧光量子产率。

去掉激发光以后，荧光强度并不是立即消失，而是以指数形式衰减。

定义荧光强度降低到激发状态最大荧光强度的1/e所需要的时间称为荧光寿命。

荧光寿命是个很重要的参数，可以不再对荧光的绝对强度进行测量。

荧光寿命方程：
Q为量子产率，为荧光发射速率，k为非辐射转移速率,τn为荧光自然寿命.通常量子效率和波长相关，但生化的荧光通常和波长无关。

3.影响荧光分析的几个主要因素：
?
?
?
?
?
?
?
?
? 样品温度的影响：降低体系温度可以提高荧光量子产额。

样品的光化反应：光化反应使荧光强度降低。

杂散光干扰：散射光来自激发光溶剂分子的散射（瑞利散射）或被小颗粒或气泡的散射。

通过在发射单色仪前和激发单色仪后插入相应的短波截止滤光片来消除。

溶剂的影响：增加溶剂的极性，有利于荧光的产生。

溶剂的拉曼散射光：当溶剂具有拉曼活性时，在激发光长波边会出现(转载自：
小草范文网:分子荧光光谱实验报告)类似荧光的拉曼散射峰。

样品浓度效应：浓度高时荧光强度下降，需要校正。

样品污染的影响：轻微的污染都会影响测量的准确度。

溶解氧的影响：溶解氧对一定样品有明显的荧光消光效应（猝灭）。

pH值的影响：弱酸或弱碱分子和它们的离子在电子构型上不同，是不同的型体，各具有特殊的荧光量子产额和荧光光谱
三、实验内容和装置
实验装置如图2。

图2 图3
激发单色仪将氙灯输入的连续光谱分理出单色光输出，作为激发光。

激发光照射到样品上，样品发射的荧光则由发射单色仪进一步分光并被光电倍增管PM2接收。

PM1用于监控氙灯光源光强起伏。

通过分束器获得激发光强起伏信号，并反馈到PM2电路中，这被称为光源补偿系统。

RF-5301PC 型分光光度计的光学系统示于图3。

实验步骤：
1. 制备样品：配置不同浓度维生素B2溶液：5μg/ml，10μg/ml，15μg/ml，20μg/ml，
25μg/ml各10ml；
2. 样品的激发光谱特性：选择400nm激发波长，对样品照射，然后扫描荧光发射波长，检
测荧光发射峰值波长。

然后将单色仪固定于峰值波长上，对激发波长进行扫描，得到激发光谱图像；
3. 样品的发射光谱特性：激发光波长设置在激发光谱的峰值波长处，对被测样品照射，扫
描荧光发射波长。

四、数据处理和分析
1. 维生素B2溶液浓度为5μ
g/ml
2. 维生素B2溶液浓度为10μg/ml
3. 维生素B2溶液浓度为15μ
g/ml
4. 维生素B2溶液浓度为20μ
g/ml。