荧光光谱仪原理及其使用方法哪些峰不是样品峰
X-荧光光谱仪基本理论及工作原理
自从1895年伦琴发现X-射线以来，产生的X-射线仪器多种多样。
但是进入80年代，由于20世纪末，半导体材料和计算及技术的迅速发展，出现了Si(Li) 探测器技术和能量色散分析技术。
最近十几年在国际上一种新的多元素分析仪器迅速发展起来。
已经成为一种成熟的，应用广泛的分析仪器。
他就是X-射线荧光能谱仪,全称为：能量色散X-射线荧光光谱仪。
以下介绍一下这种仪器的情况：一. X-荧光能谱技术基本理论1．X-荧光物质是由原子组成的，每个原子都有一个原子核，原子核周围有若干电子绕其飞行。
不同元素由于原子核所含质子不同，围绕其飞行的电子层数、每层电子的数目、飞行轨道的形状、轨道半径都不一样，形成了原子核外不同的电子能级。
在受到外力作用时，例如用X-光子源照射，打掉其内层轨道上飞行的电子，这时该电子腾出后所形成的空穴，由于原子核引力的作用，需要从其较外电子层上吸引一个电子来补充，这时原子处于激发态，其相邻电子层上电子补充到内层空穴后，本身产生的空穴由其外层上电子再补充，直至最外层上的电子从空间捕获一个自由电子，原子又回到稳定态（基态）。
这种电子从外层向内层迁移的现象被称为电子跃迁。
由于外层电子所携带的能量要高于内层电子，它在产生跃迁补充到内层空穴后，多余的能量就被释放出来，这些能量是以电磁波的形式被释放的。
而这一高频电磁波的频率正好在X波段上，因此它是一种X射线,称X-荧光。
因为每种元素原子的电子能级是特征的，它受到激发时产生的X-荧光也是特征的。
注意，这里的X-荧光要同宝石学中所描述的宝石样品在X射线照射下所发出可见光的荧光概念相区别。
2．X荧光的激发源使被测物质产生特征X-射线，即X-荧光，需要用能量较高的光子源激发。
光子源可以是X-射线，也可以是低能量的γ-射线，还可以是高能量的加速电子或离子。
对于一般的能谱技术，为了实现激发，常采用下列方法。
a. 源激发放射性同位素物质具有连续发出低能γ-射线的能力，这种能力可以用来激发物质的X荧光。
荧光光谱的原理及应用
荧光产生的条件
化合物能够产生荧光的必要条件是：
它吸收光子发生多重性不变的跃迁时所吸收的能量小 于断裂其最弱的化学键所需要的能量。
另外，化合物要能发生荧光，其结构中必须有荧光基团。 荧光基团都是含有不饱和键的基团，当这些基团是分子的
共轭体系的一部分时，则该化合物可能产生荧光。
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影响荧光的主要因素
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主要光谱参量
吸收谱反映出的是物质的基态能级与激发态能级之间所有的允许跃迁。 通常状态下的物质的表观颜色大部分时候取决于其吸收特性。
激发谱则反映的是基态与所有与该荧光发射有关的能级之间的跃迁。其所 呈现的关系比吸收谱要有选择性，但有时候又不如吸收谱来的直接。
电子跃迁到不同激发态能级 时，吸收不同波长的能量(如 能级图l2 ,l1)，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(如l’2 )。因此，发射 谱的形状与激发波长无关。
吸收光谱的短波方向。这是由于高温使更多的激发态分子处于高振动 能级，荧光主要从激发态的高振动能级发出所致。
既没发生斯托克位移也没发生反斯托克位移的荧光称共振荧光。
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镜像规则
荧光发射是光吸收的逆过程。荧光发射光谱与吸收光谱有类似镜影 的关系。但当激发态的构型与基态的构型相差很大时，荧光发射光 谱将明显不同于该化合物的吸收光谱。
照测定，并可通过公式计算目标化合物的荧光量子产率：
= s[Iεscs/(Isεc)]
s、 εs、cs和Is分别是参照物的荧光量子产率（已知）、摩尔消光系数、溶 液浓度和荧光强度； 、 ε 、c和I分别是被测物的荧光量子产率（未知）、摩 尔消光系数、溶液浓度和荧光强度。
参照物应是已知、无自吸收、无浓度猝灭、在被测物所用溶剂中可溶、易 纯化、稳定和对杂质不敏感的物质。常用的参照物如罗丹明B和喹啉硫酸氢盐 等。
荧光光谱仪的使用
安装前的准备
确定安装位置
选择一个平稳、无振动的台面，并确 保周围有足够的空间供操作和维修。
检查电源和接地
准备配件和工具
根据荧光光谱仪的说明书准备所需的 配件，如电源线、样品架、滤光片等， 并准备螺丝刀、扳手等安装工具。
确保荧光光谱仪的电源稳定，并有良 好的接地保护措施。
荧光光谱仪的安装步骤
连接电源和信号线
荧光光谱仪可用于水体、土壤、空气等环 境样品中污染物的检测，如重金属、农药 残留等。
生物医学研究
食品检测
荧光光谱仪可用于生物医学领域的研究， 如蛋白质组学、基因组学、细胞生物学等 ，可检测生物分子的结构和功能。
荧光光谱仪可用于食品中添加剂、农药残 留、重金属等的检测，以确保食品安全。
02
荧光光谱仪的安装与调 试
荧光光谱仪的维护与保 养
日常维护
清洁仪器表面
使用干燥的柔软抹布轻轻擦拭仪器表面，保持 清洁。
检查仪器连接
确保电源线和信号线连接牢固，无松动或破损。
保持仪器环境
确保仪器放置在干燥、无尘的环境中，避免阳光直射和高温。
常见故障排除
仪器启动故障
检查电源是否正常，仪器是否正确连接，并查看 仪器是否有异常声音或气味。
在操作过程中，应避免仪器受 到强烈的电磁干扰，以免影响 仪器的正常工作。
存放与运输安全规范
在存放仪器时，应将其放置在干燥、 通风的环境中，避免仪器受潮或受到 腐蚀。
在使用仪器前，应检查仪器的电源线 是否完好，如有破损应及时更换。
在运输仪器时，应将仪器放置在专用 的包装箱内，并确保仪器在运输过程 中不会受到剧烈的振动或碰撞。
安全防护措施与应急处理
01
在操作仪器时，应佩戴防静电手环，以避免因静电而引发意外事故。
荧光光谱仪使用方法
荧光光谱仪使用方法
荧光光谱仪是一种用于测量物质荧光光谱的仪器。
以下是一般荧光光谱仪的使用方法：
1. 开机准备：打开仪器电源，预热一段时间，确保仪器稳定。
2. 样品准备：根据实验需求，将待测样品制备成适当的形态（如溶液、固体等）。
3. 仪器设置：选择合适的激发光波长和荧光发射波长范围，并设置合适的狭缝宽度、扫描速度等参数。
4. 样品测量：将样品放入荧光光谱仪的样品池中，确保样品与激发光充分接触。
启动测量程序，记录荧光光谱数据。
5. 数据分析：根据测量得到的荧光光谱数据，进行数据处理和分析，如峰值波长、荧光强度等。
6. 关机：测量完成后，关闭仪器电源，清理样品池和仪器。
具体的使用方法可能因仪器型号和实验要求而有所不同。
在使用荧光光谱仪之前，建议仔细阅读仪器的使用手册，并接受相关培训。
X射线荧光光谱仪使用方法说明书
X射线荧光光谱仪使用方法说明书一、引言X射线荧光光谱仪是一种常用的分析工具，广泛应用于材料科学、地质学、环境监测等领域。
本说明书旨在详细介绍X射线荧光光谱仪的使用方法，以帮助操作人员正确地进行实验操作和数据分析。
二、X射线荧光光谱仪的基本原理X射线荧光光谱仪通过照射样品，利用样品中原子的X射线荧光信号进行元素分析。
当样品受到X射线的照射时，样品中的原子吸收X 射线能量并转化为内层电子的激发能量，随后这些电子会跃迁到低能级的壳层，释放出特定的能量。
光谱仪收集并分析这些荧光信号，得出样品中各种元素的含量和种类。
三、仪器的准备工作1. 确保X射线荧光光谱仪处于稳定的电源供应下；2. 清洁检查样品台面，确保无任何污染物；3. 放置待测样品，并确保其处于稳定的位置；4. 确保X射线管、样品间的距离适当。
四、实验步骤1. 打开X射线荧光光谱仪的电源，并预热10分钟；2. 校准仪器，包括峰位校准、能量刻度等，以保证实验结果的准确性；3. 设置工作模式和参数，如选择连续测量模式或单元素测量模式，并设置相应的参数；4. 确定测量范围和时间，根据待测样品的特性进行相应设置，以保证测量结果的准确性和稳定性；5. 点击开始测量按钮，启动测量程序；6. 测量完成后，关闭X射线荧光光谱仪的电源。
五、数据处理和分析1. 根据测量结果生成相应的光谱图，观察各峰位的位置和强度；2. 利用光谱软件进行数据分析，包括计算元素含量、元素比例等；3. 对数据进行统计和比对，与相关标准进行对比，以确定样品的性质和成分；4. 进行结果的解读和报告，提供详细的分析结果和结论。
六、安全注意事项1. 在实验操作中，严禁直接观察或照射X射线，以免对人体产生伤害；2. 使用符合规定的防护装备，如防护眼镜、防护服等；3. 严禁将样品与裸露的皮肤直接接触，以免造成污染或伤害；4. 遵守实验室安全操作规范，注意仪器的正常使用和维护；5. 定期检查X射线荧光光谱仪的安全性能，确保仪器正常工作。
利用荧光光谱仪进行材料表征的方法
利用荧光光谱仪进行材料表征的方法材料表征是材料科学领域中非常重要的研究方法之一。
而荧光光谱仪作为一种常用的分析仪器，可以广泛应用于材料表征的研究中。
本文将介绍利用荧光光谱仪进行材料表征的方法及其在材料科学研究中的应用。
一、荧光光谱仪的工作原理荧光光谱仪是一种基于荧光现象的分析仪器，它利用物质在受激发后发射出的荧光进行分析。
其工作原理可以简单概括为：将样品暴露在特定波长的激发光源下，样品吸收激发光能量后，部分能量被转化为荧光能量并发射出来。
荧光光谱仪通过检测样品发射的荧光光信号的强度和波长分布来分析样品的性质。
二、荧光光谱仪的材料表征方法1. 荧光光谱分析荧光光谱分析是利用荧光光谱仪测量样品的荧光光谱，通过分析荧光光谱的峰位、峰形和强度等参数，可以获取样品的结构、组成和性质信息。
例如，有机分子的荧光光谱可以用来研究分子结构、溶液浓度和化学反应等。
2. 荧光寿命测量荧光寿命是指荧光物质从受激发到发射完全衰减所经历的时间。
利用荧光光谱仪可以测量样品的荧光寿命，通过分析荧光寿命的长短和衰减过程，可以了解样品的激发态寿命、能级结构和光物理性质等。
荧光寿命测量在材料表征中广泛应用于荧光探针、生物传感器和能源材料等领域。
3. 荧光猝灭分析荧光猝灭是指荧光物质在特定条件下失去发射荧光的现象。
利用荧光光谱仪可以研究荧光猝灭现象，通过测量荧光强度的变化，可以分析样品中存在的猝灭物质、猝灭机制和猝灭效应等。
荧光猝灭分析在材料科学研究中常用于分析样品中的杂质、缺陷和表面反应等。
三、荧光光谱仪在材料科学研究中的应用1. 光电材料研究荧光光谱仪可以用于光电材料的研究，例如太阳能电池、发光二极管和光电探测器等。
通过测量材料的荧光光谱和荧光寿命，可以评估材料的光电转换效率、载流子寿命和能带结构等。
2. 生物医学研究荧光光谱仪在生物医学研究中也有广泛应用。
例如，通过荧光光谱分析可以研究生物分子的结构和功能，如蛋白质折叠和荧光探针的荧光强度变化等。
CaryEclipse荧光仪的原理、操作及注意事项(精)
CaryEclipse 荧光仪的原理、操作及注意事项一、荧光剖析法的基来源理处于基态的被测物质的分子在汲取适合能量，如光、化学、物理能后，其共价电子从成键分子轨道或非键分子轨道跃迁到反键分子轨道上去，形成分子激发态。
分子激发态不稳固，将很快衰变到基态。
在分子激发态返回到基态的同经常陪伴着光子的辐射。
这类现象就是发光现象。
荧光则属于分子的光致发光现象。
二、开机及基本操作步骤1.开电脑进入 Windows 系统。
2.开 Cary Eclipse 主机（注：保证样品室内是空的）。
3.双击 Cary Eclipse 图标。
4. 在 Cary Eclipse 主显示窗下，双击所选图标（Concentration为例）。
进入浓度主菜单5.能够任选 A 或 B 步骤进行操作A..新编一个方法步骤。
1）．单击 Setup 功能键，进入参数设置页面。
2）．按 Cary Control→ Options→Accessories→ Standards→Samples→Reports→Auto store 次序 ,设置好每页的参数。
而后按 OK 回到浓度主菜单。
3）．单击 View 莱单，选择好需要显示的内容。
基本选顷 Toolber；buttons ；Graphics；Report。
4 ）．单击 Zero 放空白到样品室内→按OK 。
提示： Load blank press ok to read （放空白按 ok 读）。
5）．单击 Start．出现标准／样品选择页。
Solutions Available （溶液有效）。
此左框中的标准或样品为不需要从头丈量的内容。
Selected for Analysis （选择剖析的标准和样品）。
此右框的内容为准备剖析的标准和样品。
6）．按 ok 进入剖析测试。
Present std1 （ 1.0 g/l）提示：放标准 1 而后按ＯＫ键进行读数。
Press OK to read.放标准 2 按 OK 进行读数。
荧光光谱的原理及应用文库
荧光光谱的原理及应用文库1. 荧光光谱的基本概念荧光光谱是指物质受到激发后，发射出来的荧光光线的频率分布情况。
光谱仪通过测量荧光的频率分布，可以得到荧光光谱图，从而对物质的性质和结构进行研究。
2. 荧光光谱的原理荧光现象是物质受到能量激发后，电子从低能级跃迁到高能级，然后再从高能级跃迁回低能级，释放出准确的频率的光子。
荧光光谱仪利用荧光的这种特性，通过激发物质并测量发射的荧光光子的频率、强度等信息，可以了解样品的性质和结构。
3. 荧光光谱的测量过程荧光光谱的测量过程一般包括以下几个步骤：•准备样品：将待测样品制备成适当的溶液或薄膜，确保样品与光谱仪的测量条件相适应。
•激发样品：使用合适的光源对样品进行激发。
激发的光源通常需具备合适的激发波长和足够的光强。
•收集荧光信号：利用光谱仪收集激发样品后发出的荧光信号，通常是使用专用的光学系统将荧光光子收集到光谱仪中。
•记录光谱信息：根据收集到的荧光信号，光谱仪会自动生成荧光光谱图，并记录频率分布和强度等相关信息。
4. 荧光光谱的应用领域荧光光谱在各个领域都有着重要的应用，主要包括以下几个方面：4.1 生物科学荧光光谱在生物科学中的应用很广泛，包括荧光染料标记、蛋白质结构分析、酶动力学研究等。
例如，可以利用荧光标记的抗体来进行细胞中特定蛋白质的定位和定量研究。
同时，荧光光谱也可以用于检测细胞内的钙离子浓度、pH值等生物参数的变化。
4.2 材料科学荧光光谱在材料科学中的应用主要体现在材料的性质表征和分析方面。
通过测量材料的荧光光谱，可以了解材料的能带结构、禁带宽度、缺陷态等信息，进而指导材料的设计和改进。
4.3 环境监测荧光光谱可用于环境中有机物的监测和分析。
例如，在水环境中，可以通过测量水样品的荧光光谱，判断其中是否存在有机物的污染，并评估污染程度。
此外，荧光光谱还可应用于大气中气体污染物的监测和分析。
4.4 化学分析荧光光谱在化学分析领域中也有广泛的应用。
光谱仪原理及其使用步骤
光谱仪原理及其使用步骤光谱仪是一种用来测量物质的光谱特性的仪器。
它通过将入射的白光分解成不同波长的光，然后测量每个波长的光强，以得到物质的光谱信息。
光谱仪广泛应用于物理、化学、生物和医学等领域的研究和实验中。
下面将详细介绍光谱仪的原理和使用步骤。
一、光谱仪原理：1.入射光源：光谱仪通常使用连续光源，如白炽灯或氘灯。
白炽灯在可见光范围内具有连续的光谱，而氘灯则更适用于紫外光谱的测量。
2.准直系统：准直系统用来将光源发出的光束聚焦成平行光束，以便进一步分析和测量。
3.分光系统：分光系统是光谱仪的核心部件，它使用光栅或衍射光栅来将入射光分解成不同波长的光。
光栅是一种具有许多平行的凹槽的光学元件，当光通过其表面时，会产生衍射现象，将不同波长的光束分散成一系列不同方向的光束。
4.探测器：探测器用来测量经过分光系统分解后的光的强度。
常用的探测器包括光电二极管和光电倍增管，它们可以将光信号转化为电信号，并通过放大电路输出。
5.数据处理：光谱仪通过将探测器测量到的光强度与波长关联起来，即可得到物质的光谱图。
通常使用计算机来处理和分析这些数据。
二、光谱仪使用步骤：使用光谱仪需要经过以下几个基本步骤：1.预热：打开光谱仪电源，对其进行预热。
预热时间需要根据仪器的要求来确定，一般为15-30分钟。
2.校准：使用一个已知光谱的标准物质来进行光谱仪的校准。
校准过程可以调整仪器的光程和零点位置，以保证测量的准确性。
3.样品准备：根据需要对待测样品进行预处理。
比如需要溶解、稀释或提取等。
4.设置参数：根据实验要求，设置光谱仪的工作参数。
包括波长范围、扫描速度、光谱积分时间等。
5.建立实验方法：根据测量要求，选择合适的光谱测量方法。
比如吸收光谱、发射光谱、拉曼光谱等。
6.目标物质测量：将样品放入光谱仪的样品槽中，并根据所选的实验方法进行测量。
可以通过调整样品槽的位置和旋钮来调整入射光强度。
7.数据分析：将测量得到的数据导入计算机，使用相应的数据处理软件进行进一步的数据分析和图像绘制。
荧光光谱分析仪工作原理
X 荧光光谱分析仪工作原理用x 射线照射试样时,试样可以被激发出各种波长得荧光x 射线，需要把混合得x 射线 按波长（或能量）分开，分别测量不同波长（或能虽:）得X 射线得强度，以进行左性与定疑 分析，为此使用得仪器叫X 射线荧光光谱仪。
由于X 光具有一泄波长，同时又有一立能量, 因此，X 射线荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散型与能量色散型。
下图就是这两类仪器 得原理图.用X 射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长得荧光X 射线，需要把混合得X 射 线按波长（或能疑）分开，分别测量不同波长（或能量）得X 射线得强度，以进行定性与左疑 分析，为此使用得仪器叫X 射线荧光光谱仪。
由于X 光具有一左波长，同时又有一左能量， 因此，X 射线荧光光谱仪有两种基本类型：波长色散型与能量色散型。
下图就是这两类仪器 得原理图。
（a ）波长色散谱仪（b ）能虽色散谱仪波长色散型和能量色散型谱仪原理图现将两种类型X 射线光谱仪得主要部件及工作原理叙述如下:X 射线管酥高分析器分光晶体 计算机再陋电源丝电源灯丝电了悚X则线BeiV輪窗型X射线管结构示意图两种类型得X射线荧光光谱仪都需要用X射线管作为激发光源•上图就是X射线管得结构示意图。
灯丝与靶极密封在抽成貞•空得金属罩内，灯丝与靶极之间加高压（一般为4OKV）, 灯丝发射得电子经高压电场加速撞击在靶极上，产生X射线。
X射线管产生得一次X射线, 作为激发X射线荧光得辐射源.只有当一次X射线得波长稍短于受激元素吸收限Imi n时，才能有效得激发出X射线荧光•笥？SPAN Ian g =EN-U S >lmin得一次X射线其能量不足以使受激元素激发。
X射线管得靶材与管工作电压决立了能有效激发受激元素得那部分一次X射线得强度。
管工作电压升高，短波长一次X射线比例增加，故产生得荧光X射线得强度也增强。
但并不就是说管工作电压越髙越好，因为入射X射线得荧光激发效率与苴波长有关，越靠近被测元素吸收限波长，激发效率越髙。
荧光光谱的原理及应用
荧光光谱的原理及应用1. 引言荧光光谱是一种常见的光谱分析技术，基于物质在受到激发后发射荧光光线的原理。
本文将介绍荧光光谱的原理、测量方法以及在生物医学、环境科学和材料科学等领域的应用。
2. 荧光光谱的原理荧光光谱是由物质吸收能量后产生的荧光信号在不同波长范围内的强度分布。
其原理基于以下步骤：1.激发：物质通过吸收能量（如电子激发或能量转移）而进入激发态。
2.稳定：物质从激发态返回基态时，通过发射荧光光子来释放多余的能量。
3.衰减：发射的荧光光子会在介质中衰减，随着波长逐渐增加，荧光强度逐渐降低。
4.探测：荧光信号由光谱仪探测并记录。
3. 荧光光谱的测量方法荧光光谱的测量方法通常分为以下步骤：1.光源选择：根据被测物质的特性选择适当的光源，如氘灯或氙灯等。
2.激发波长选择：根据被测物质的吸收光谱选择合适的激发波长。
3.光谱仪调节：调整光谱仪的参数，如光栅角度和波长选择器，以获得所需的测量范围和分辨率。
4.校准：使用已知荧光标准品进行光谱仪的校准。
5.测量：将被测物质溶解在适当的溶剂中，通过光谱仪测量荧光光谱。
6.数据处理：对获得的荧光光谱进行数据处理和分析，如峰面积计算、峰位置确认等。
4. 荧光光谱在生物医学中的应用荧光光谱在生物医学中有多种应用，包括：•荧光标记：通过将荧光染料或荧光标记蛋白等与生物分子结合，可以实现对细胞、分子和蛋白质的可视化和定量分析。
•免疫荧光：通过测量特定抗原与标记抗体结合后的荧光光谱，可以进行生物分子的定量测量和蛋白质表达的研究。
•荧光成像：利用荧光探针对生物样品进行成像，可以研究细胞活动、分子交互作用以及肿瘤生长过程等。
5. 荧光光谱在环境科学中的应用荧光光谱在环境科学中也有多种应用，如：•污染物检测：通过测量污染物的荧光光谱特征，可以对水体、大气和土壤中的有机污染物进行快速、灵敏和定量的检测。
•环境监测：荧光光谱可以用于监测水质、空气质量和土壤污染等环境指标，提供环境质量评估和预警。
荧光光谱仪光谱分析的过程 光谱仪工作原理
荧光光谱仪光谱分析的过程光谱仪工作原理荧光光谱仪接受复合滤光片（多金属复合材料）设计，简化分析操作，削减了X光的损失，形成对于特定元素的较佳信号接受，同时保证对元素周期表中Mg—Th的全部元素均有较佳的激发效果。
荧光光谱仪复合滤光片显著削减更换滤波片造成的分析时间的挥霍，削减操作人员接受辐照的时间，有助于削减X射线对操作人员的损害，同时大大提高分析多种元素的效率。
荧光光谱仪光谱分析的过程:1．把试样在能量的作用下蒸发、原子化（变化成气态原子），并使气态原子的外层电子激发至高能态。
当从较高的能级跃迁到较低的能级时，原子将释放出多余的能量而发射出特征谱线。
这一过程称为蒸发、原子化和激发，需借助于激发光源来实现。
2．把原子所产生的辐射进行色散分光，按波长次序记录在感光板上，就可呈现出有规定的光谱线条，即光谱图。
荧光光谱仪借助于摄谱仪器的分光和检测装置来实现。
3．依据所得光谱图进行定性鉴定或定量分析。
由于不同元素的原子结构不同，当被激发后发射光谱线的波长不尽相同，即每种元素都有其特征的波长，故依据这些元素的特征光谱就可以精准无误的辨别元素的存在（定性分析），而这些荧光光谱仪光谱线的强度与试样中该元素的含量有关，因此还可利用这些谱线的强度来测定元素的含量（定量分析）。
拉曼光谱仪在高分子材料的实在应用拉曼光谱仪是一种散射光谱。
拉曼光谱分析法是讨论分子振动、转动的光谱分析方法，在有机化学方面紧要用作有机物质的结构鉴定和分子相互作用手段，和红外光谱作用相互补充，可以辨别特别的结构特征和特征基团。
在高分子的讨论中，拉曼光谱可供应聚合物材料结构方面的很多紧要信息。
如分子结构与构成、立体规整性、结晶与去向、分子相互作用，以及表面和界面的结构等。
拉曼光谱仪在高分子材料的实在应用：1、化学结构和立构性判定：高分子中的C＝C、C—C、S—S、C—S、N—N等骨架对拉曼光谱特别敏感，常用来讨论高分子的化学组份和结构。
2、组分定量分析：拉曼散射强度与高分子的浓度成线性关系，给高分子组分含量分析带来便利。
荧光分光光度计原理和使用方法
荧光分光光度计原理和使用方法
荧光分光光度计是一种用于分析荧光的仪器，它可以测量物质吸收荧光时产生的发光强度。
其基本原理是将样品在特定波长下激发，使其发生荧光，然后通过荧光的发射波长来确定样品的化学成分和浓度。
荧光分光光度计的使用方法如下：
1. 准备样品：准备好需要分析的样品溶液，并将其置于荧光分光光度计的样品池中。
2. 设置激发波长：根据样品的特性和需要分析的化学物质，选择适当的激发波长。
3. 设置荧光检测波长：根据需要分析的物质和荧光特性，选择适当的荧光检测波长。
4. 调整荧光分光光度计参数：根据荧光信号强度和需要分析的物质，调整荧光分光光度计的增益、滤波器等参数。
5. 测量荧光信号：启动荧光分光光度计，测量样品的荧光信号强度。
6. 分析荧光信号：根据荧光信号的强度和波长，分析样品的化学成分和浓度。
荧光分光光度计应用广泛，可以用于分析生物分子、环境污染物、食品添加剂等多种化学物质。
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荧光光谱仪的原理和应用
荧光光谱仪的原理和应用一、荧光光谱仪的原理1. 荧光的基本原理荧光是一种光致发射现象，当物质受到紫外线或可见光的激发后，部分能量被吸收并转化为高能电子激发态，随后电子从激发态退回到基态时，通过发射光子的方式释放出能量，形成荧光现象。
2. 荧光光谱的测量原理荧光光谱仪利用荧光光谱的测量原理，通过激发样品产生荧光，测量和记录样品发出的荧光光谱的强度和波长分布。
荧光光谱仪的核心组件包括激发源、单色仪、检测器和数据处理部分。
3. 激发源激发源通常采用紫外灯或激光器，用于提供激发样品所需的激发能量。
紫外灯可以产生连续的紫外光，而激光器则可以产生单色、高强度的激发光束。
4. 单色仪单色仪用于选择并分离荧光光谱中的特定波长。
它可以通过光栅或光柱的色散效应将荧光光谱分解成不同波长的光。
通过调整单色仪的角度或位置，可以选择特定的波长进行测量。
5. 检测器检测器用于测量和记录荧光光谱的强度。
常见的检测器包括光电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）和光电二极管（Photodiode，PD）。
PMT具有高灵敏度和快速响应的特点，适用于高灵敏度的荧光测量。
PD则具有较小的体积和较低的成本，适用于一般荧光测量。
6. 数据处理数据处理部分负责接收、处理和分析荧光光谱的数据。
通常，荧光光谱仪会将测量的荧光光谱数据转换为数字信号，并通过计算机软件进行处理和分析。
处理结果可以通过图表、曲线拟合等形式进行展示。
二、荧光光谱仪的应用1. 生物科学荧光光谱仪在生物科学研究中广泛应用。
通过测量荧光光谱，可以研究生物分子（如蛋白质、核酸等）的结构、构象和动力学。
荧光光谱可以用于蛋白质荧光猝灭、配体结合研究、分子探针设计等方面的研究。
2. 化学分析荧光光谱仪在化学分析领域也有广泛的应用。
通过测量荧光光谱，可以检测和分析环境样品中的有机物质、金属离子、药物和化学物质等。
荧光光谱仪能够提供高灵敏度和高选择性的分析结果，广泛应用于环境监测、食品安全和生化分析等领域。
荧光光谱仪的原理及应用
主要内容
1 荧光光谱的基本原理 荧光光谱仪的原理、性能测试及 操作 IPCE的原理及测试系统 QE和IPCE的区别及应用
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一、荧光光谱基本原理
荧光
• 荧光是辐射 跃迁的一种， 是物质从激 发态失活到 多重性相同 的低能状态 时所释放的 辐射
量子产率 • 根据发射谱和激发谱选择感兴趣的发射波长范围和激 发波长，运用积分球分别测试加、减衰减片时的荧光 强度，然后应用软件进行数据处理得到量子产率
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紫外滤光片、可见滤光片、红外滤光片
注 意 事 项
要选择大小合适的狭缝
选择合适的扫描速度，得到平滑曲线。
光谱曲线需要应用校正曲线进行校正
12
三、光电转化效率测试（IPCE） IPCE定义
IPCE(λ)=1240 * jp(λ)/Eλ(λ)
Qing Kang, Junyu Cao,Yuanjian Zhang. Reduced TiO2 nanotube arrays for photoelectrochemical water splitting. J. Mater. Chem. A, 2013, 1,5766.
T1 T2 外转换
发 射 磷 振动弛豫 光
l1
l2
l 2
l3
5
主 要 光 谱 参 数
吸收光谱：化合物的吸收光强与入射光波长的关系曲 线 激发光谱：让不同波长的激发光激发荧光物质使之发 生荧光，而让荧光通过固定波长的发射单色器照射到 检测器上，检测荧光强度变化。
发射光谱：固定激发波长(一般将其固定于激发波段 中感兴趣的峰位),扫描出的化合物的发射光强(荧光/ 磷光) 与发射光波长的关系曲线。
荧光光谱仪的使用
标准表与标准曲线
荧光分光光度计 原理和结构
荧光分光光度计示意图
激发单色器 光源
PM
分束器
— —光闸 光闸
PM
发射单色器
样品池
主要部件
光源：氙灯、高压汞灯、激光； 光源：氙灯、高压汞灯、激光； 样品池：石英（低荧光材料）； 样品池：石英（低荧光材料）； 两个单色器：选择激发光单色器； 两个单色器：选择激发光单色器； 分离荧光单色器； 分离荧光单色器； 两个检测器：光电倍增管。 两个检测器：光电倍增管。
瑞利散射
颗粒的大小小于入射光的波长. 颗粒的大小小于入射光的波长
光通过样品后频率不变.由于弹性碰撞不存在能量 光通过样品后频率不变 由于弹性碰撞不存在能量 由于弹性碰撞不存在 的转移.光线只是简单地改变方向 波长不变. 光线只是简单地改变方向， 的转移 光线只是简单地改变方向，波长不变
粉末、悬浮液等样品 粉末、悬浮液等样品.
RF-5301PC光路图 光路图
仪器性能
高水平灵敏度：蒸馏水的拉曼峰 比为150以上 高水平灵敏度：蒸馏水的拉曼峰S/N比为 以上 灵敏度 比为 （EX350nm，狭逢 ，狭逢5nm ） 狭逢10nm拉曼峰 拉曼峰S/N＞600 狭逢 拉曼峰 ＞
仪器性能
利用先进的直流式长驱动机构， 利用先进的直流式长驱动机构，可及为迅速的得到理想的 光谱 可进行高速光谱监控， ５５００ｎｍ／ｍｉｎ 可进行高速光谱监控，最高扫描速度５５００ｎｍ／ｍｉｎ 波长范围：220-900nm及0次 波长范围： 及 次 狭逢： 、 、 、 、 、 档及激发6nm半高 狭逢：1.5、3、5、10、15、20nm6档及激发 档及激发 半高 波长精度： 波长精度：± 1.5nm 波长扫描速度Survey,Super,VeryFast,Medium,Slow,Very Slow 波长扫描速度 的7段转换；Survey,约5,500nm/min.Super约3,000nm/min.
荧光光谱原理和应用
荧光光谱原理和应用荧光光谱是一种重要的光学分析技术，它基于物质在受到激发后，发出特定波长的荧光。
荧光光谱在生物学、化学、物理学以及环境科学等领域都有广泛的应用。
本文将介绍荧光光谱的原理、仪器以及一些常见的应用。
荧光光谱的原理是基于分子激发态的能量转移和电子跃迁。
当分子或原子被外界激发后，电子从基态跃迁到激发态。
在这个过程中，电子会吸收能量，然后再次释放出来。
如果能量以荧光的形式释放出来，那么就可以通过测量荧光的强度和波长来分析样品的性质。
荧光光谱的测量通常使用荧光光谱仪。
这种仪器由激发光源、样品腔、单色器、光电探测器等部分组成。
首先，激发光源会产生特定波长的光，并照射在样品上。
样品会吸收部分能量，然后在经过电子跃迁后发出荧光。
这些荧光会通过单色器进行分光，然后被光电探测器接收并转化为电信号。
最后，荧光光谱会通过数据处理和分析得到。
荧光光谱在许多领域都有重要的应用。
在生物学中，荧光染料被广泛应用于细胞和蛋白质的荧光探针。
通过测量荧光信号的强度和波长，可以研究细胞内分子的定位、相互作用以及代谢活动等。
在药物研发中，荧光标记可以用于筛选药物分子并研究其靶标和代谢途径。
在环境科学中，荧光光谱可以用于检测水质中有机物的污染程度。
此外，荧光光谱还可以用于食品和农产品的质量检测、酶活性测定以及材料科学等领域。
除了上述应用，荧光光谱还有许多其他的应用。
例如，在矿物学中，通过测量矿物的荧光光谱可以确定它们的成分以及高温和辐射暴露的历史。
在化学分析中，荧光标记被用于检测和测定微量金属离子。
此外，荧光光谱还可以通过测量物质的荧光光谱，来研究物质的结构、性质以及相互作用。
总之，荧光光谱是一种重要的光学分析技术，它基于分子在电子跃迁过程中发射荧光的原理。
荧光光谱仪是用于测量荧光的仪器，通过测量荧光信号的强度和波长，可以获得样品的信息。
荧光光谱在生物学、化学、物理学以及环境科学等领域都有广泛的应用，可以用于研究细胞、药物、水质等方面的问题。
荧光光谱仪原理及应用
荧光光谱仪原理及应用
荧光光谱仪是一种用于测量物质发出的荧光光的仪器，其工作原理基于荧光现象和光谱学的原理。
荧光是指物质在激发能量作用下，从低能级跃迁到高能级，再返回低能级时所发出的光。
荧光光谱仪利用不同物质具有不同的荧光特性的原理，通过激发物质并测量其发出的荧光光谱来分析样品的成分、结构和性质。
荧光光谱仪由光源、单色器、样品室、光电倍增管和光谱仪等组成。
光源通常采用高能紫外灯，用于激发样品发出荧光。
单色器用于选择特定波长的荧光光进行测量。
样品室是放置样品的容器，样品吸收激发光后发出荧光光谱。
光电倍增管用于转化荧光光信号为电信号，增强荧光信号的弱光。
光谱仪用于分离和测量荧光光谱。
荧光光谱仪广泛应用于化学、生物、环境等领域的分析和研究中。
具体应用包括药物分析、环境监测、生物分子测量等。
它可以用于药物的质量控制，分析荧光标记的生物分子如蛋白质和核酸，检测环境中的有害物质等。
荧光光谱仪具有高灵敏度、高选择性和快速分析等优势，被广泛应用于科学研究和工业生产中。
荧光光谱的原理及应用
live cell protein localizations. J Cell Biology, 2003, 160: 629–633 Jin Zhang, et al.,. Genetically encoded reporters of protein kinase A activity reveal impact of substrate tethering. PNAS ,2001, 98: 14997–15002 Michael G. Erickson, et al., DsRed as a Potential FRET Partner with CFP and GFP. Biophysical Journal , 2003,85:599–611 Alexander Sorkin, et al., Interaction of EGF receptor and Grb2 in living cells visualized by fluorescence resonance energy transfer (FRET) microscopy. Current Biology 2000, 10:1395–1398
BFP-GFP BFP-YFP CFP-YFP CFP-dsRED GFP-dsRED
荧光寿命
基本概念
定义：当激发光切断后荧光强度衰减至原强度的1/e所经
历的时间。它表示了荧光分子的S1激发态的平均寿命。
测试方法：
①时间相关单光子记数法(Time-Correlated Single-Photon Counting , TCSPC); ② 相调制法(Phase Modulation Methods) ③频闪技术(Strobe Techniques).
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– 发生在激发波长的 2倍或3倍波长处
散射
颗粒的大小小于入射光的波长 . 光通过样品后频率不变 .由于弹性碰撞不存在能量 的转移.光线只是简单地改变方向， 波长不变. 粉末、悬浮液等样品 .
散射
样品吸收和发射光并伴随有能量转移的产生. 光通过样品后光的波长、频率发生了改变. 与入射光相比发射光的频率可能更高或者更低.
iii）镜像对称
通常荧光光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。
蒽的荧光光谱和吸收光谱源自解释：能层结构相似性荧光为第一电子激发单重态的最
低振动能层跃迁到基态的各个振动能
层而形成，即其形状与基态振动能级
分布有关。
吸收
吸收光谱是由基态最低振动能层
跃迁到第一电子激发单重态的各个振
动能层而形成，即其形状与第一电子
激发单重态的振动能级分布有关。
岛津荧光光谱仪RF-5301PC
岛津国际贸易（上海）有限公司
分子发光
处于基态的分子吸收能量（电、热、化 学和光能）被激发至激发态，然后从不稳定的 激发态返回至基态并发射出光子，此种现象称 为发光。发光分析包括荧光、磷光、化学发光、 生物发光等。
物质吸收光能后所产生的光辐射称之为 荧光和磷光。
的发光
?芳香属分子
2）共轭效应：共轭度越大，荧光越强。
?平面环系统，绝大多数荧光物质含有芳香环或杂环
3）刚性结构：分子刚性 （Rigidity）越强，分子振动少，与
其它分子碰撞失活的机率下降，荧光量子效率提高。
如荧光素（? 大）与酚酞（? =0）；芴（? =1）与联苯（? =0.18）。
4）取代基： ? 给电子取代基增强荧光（ p-?共轭），如 -OH、-OR、 -NH2、-CN、NR2等；? 吸电子基降低荧光，如 -COOH、-C=O、 NO2、-NO、-X等；如苯环被卤素取代，从氟苯到碘苯，荧光逐渐
If = 荧光相对强度 ?f = 量子效率 I0 = 入射光强度 ? = 吸收系数 b = 光程长 该式只有? bc <<c0=.0浓5时度才成立，即荧光测定只有在极 稀溶液中才可测定，否则校正曲线向浓度轴弯曲。
减弱到消失
5）溶剂效应： ? 溶剂极性可增加或降低荧光强度（改变 ?—?*及 n—?* 跃迁的能量）； ? 与溶剂作用从而改变荧光物质结构
来增加或降低荧光强度。 6）温度：温度增加，荧光强度下降（因为内、外转换增加、粘度
或“刚性”降低）。因此体系降低温度可增加荧光分析灵敏度。 7）pH值：具酸或碱性基团的有机物质，在不同 pH值时，其结构
激发光谱告诉我 们什么？
? 化合物吸收波长 ? 吸收强度 ? 溶剂吸收波长
光谱
发射光谱告诉我 们什么？
? 化合物荧光波长 ? 荧光强度 ? 拉曼和瑞利散射
发射 光谱
样品峰
? 瑞利散射
– 激发波长峰 – 发射和激发相同波长的峰
? 拉曼散射
– 溶剂发射波长 (documented) – 与激发波长相差固定频率的波长
由于激发态和基态的振动能层分
布具有相似性，因而呈镜像对称。
S1 荧光
S0
产生荧光的条件
i）分子具有与辐射频率相应的荧光结构（内因）；
ii）吸收特征频率的光后，应可产生具一定量子效率的荧光。 即量子效率 ? 足够大：
发射的光量子数
? = ————————
吸收的光量子数
影响荧光及强度的因素
1）跃迁类型：具有 ?—?*及n—?*跃迁结构的分子才会产生荧光。 且具?—?*跃迁的量子效率比 n—?*跃迁的要大得多。
定性分析 任何荧光都具有两种特征光谱： 激发 光谱 与发射光谱 。它们是荧光定性分析的 基础。 1）激发光谱 改变激发波长，测量在最强荧光发射 波长处的强度变化，以激发波长对荧光强 度作图可得到激发光谱。 激发光谱形状与吸收光谱形状完全相 似，经校正后二者完全相同！这是因为分
2）发射光谱 发射光谱即荧光光谱。
一定波长和强度的激发波长 辐照荧光物质，产生不同波 长的强度的荧光，以荧光强 度对其波长作图可得荧光发 射光谱。
由于不同物质具不同的 特征发射峰，因而使用荧光 发射光谱可用于鉴别荧光物 质。萘激发、荧光、磷光如 右图所示。
激发光谱与发射光谱的关系
i）波长比较
与激发（或吸收）波长相比，荧光发射波长更长，即产生所谓
?最普通的是荧光 . 如果当 一个物质吸收一定波 长的光然后给出较长波长的光称为荧光 . 一些 油漆、纸张具有荧光特性 .
?其次是磷光 . 当一种物质吸收光，然后再发出 光称为磷光 .如果磷光物质暴露在阳光下，然后 再带到暗室内 ,给出的光称为磷光 .
?化学发光：当 2 种化学物质混合后给出的光 .
可能发生变化，因而荧光强度将发生改变；对无机荧光物质， 因pH值会影响其稳定性，因而也可使其荧光强度发生改变。 8）荧光猝灭： ?碰撞猝灭； ?静态猝灭； ?转入三重态的猝灭 ； ?电子转移猝灭； ?自猝灭。
测量 过程
? 提供能量 (光源) ? 选择激发波长 (吸收) ? 照射样品 ? 样品吸收与发射荧光 (发射) ? 选择发射波长 ? 测量
和2次光
瑞利散射峰350 ↙
拉曼峰397 ↙
2次光
699 ↙
792 ↓
外来峰的 校正
? 截止滤光片去除2次、3次等高次光 ? 差谱法去除拉曼和瑞利散射峰 ? 用高纯溶剂 (无荧光) ? 扫描溶剂确定拉曼峰 ? 维持测定温度与条件
高通和带通滤光片套件
高通滤光片用于去除散射光
定量
的关系
If = 2.3?f I0 ? bc=KC
Stokes位移。（振动弛豫失活所致） ii）形状比较
荧光光谱形状与激发波长无关。尽管分子受激到可到达不同能级 的激发态，但由于去活化（内转换和振动弛豫）到第一电子激发态 的速率或几率很大，好像是分子受激只到达第一激发态一样。
换句话说，不管激发波长如何，电子都是从第一电子激发态的最 低振动能层跃迁到基态的各个振动能层。
?萤火虫发光是一种生物发光 .萤火虫会产生 .荧 光素酶，导致发光 . 类似化学发光，两种生物 化学物质混合产生光 .
辐射跃迁
无辐射跃迁——去活化过程 处于激发态分子不稳定，通过辐射或非辐 射跃迁等去活化过程返回至基态 。这些过程 包括： 1）振动弛豫 在液相或压力足够高的气相中，处于激发 态的分子因碰撞将能量以热的形式传递给周围 的分子，从而从高振动能层失活至低振动能层 的过程，称为振动弛豫。 2）内转换