简述影响荧光效率的主要因素知识分享
分析化学下册答案
第一章绪论2、对试样中某一成份进行五次测定,所得测定结果(单位ug /L)分别微0.36,0.38, 0.35,0.37,0.39。
(1)计算测定结果的相对标准偏差;(2)如果试样中该成份的真实含量是0.38μg /mL,试计算测定结果的相对误差。
解:(1)依题意可得: 37.0539.037.035.038.036.0=++++=X μg /mL标准偏差:0158.01537.039.037.036.037.035.01)(2222=-)-+(+)-+()-(==⋯⋯--∑n X X S n 相对标准偏差:%=%==27.410037.00158.0⨯X S S r⑵ ∵ X =0.37 μg /mL ,真实值为0.38μg /mL则 %%=--==63.210038.038.037.0⨯-μμX E r 答:测定结果的相对标准偏差为4.2%;测定结果的相对误差为-2.63%。
3、用次甲基蓝-二氯乙烷光度法测定试样中硼时,为制作标准曲线,配制一系列质量浓度ρB (单位mg /L)分别为0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0的标准溶液,测定吸光度A 分别为0.140,0.160,0.280,0.380,0.410和0.540。
试写出标准曲线的一元线性回归方程,并求出其相关系数。
解:依题意可设一元线性回归方程为 y =a+bx其中X =50.50.15.0+⋯⋯++=2.6mg/mL 318.0=Y则22121)6.20.5()6.25.0()6.20.5)(318.0540.0()318.0140.0)(6.25.0()X()(X b -+⋯⋯+--+⋯⋯+----∑∑==--=)(=n i i i i i X Y Y X =0.0878则 a =x b y -=0.318-0.0878×2.6=0.0897则回归线性方程为y =0.0897+0.0878x2/12/112121)1197.021.15(3358.1])()([))((⨯----∑∑∑=====n i i ni i n i i i Y Y X X Y Y X X r =10.9911答:一元回归线性方程为:y =0.0897+0.0878x ,其相关系数为10.9911。
荧光量子产率
荧光量子产率荧光量子产率的影响因素荧光量子产率物质分子吸收辐射后,能否发生荧光取决于分子的结构。
荧光强度的大小不但与物质的分子结构有关,也与环境因素有关。
1.荧光量子产率又称荧光效率它表示物质发射荧光的能力,Φ越大,发射的荧光越强。
由前面已经提到的荧光产生的过程中可以明显地看出,物质分子的荧光产率必然由激发态分子之活化过程的各个相对速率决定。
若用数学式来表达这些关系,得到式中:kf为荧光发射的速率常数,∑ki为其他无辐射跃迁速率常数的总和。
显然,凡是能使kf升高而其他ki值降低的因素都可使荧光增强;反之,荧光就减弱。
kf的大小主要取决于化学结构;其他ki值则强烈地受环境的影响,也轻微地受化学结构的影响。
2.荧光与分子结构的关系(1)跃迁类型。
实验证明,π→π_跃迁是产生荧光的主要跃迁类型,所以绝大多数能产生荧光的物质都含有芳香环或杂环。
(2)共轭效应。
增加体系的共轭度,荧光效率一般也将增大,并使荧光波长向长波方向移动。
共轭效应使荧光增强的原因,主要是由于增大荧光物质的摩尔吸光系数,π电子更容易被激发,产生更多的激发态分子,使荧光增强。
(3)刚性平面结构。
荧光效率高的物质,其分子多是平面构型,且具有一定的刚性。
例如荧光素和酚酞结构十分相似,荧光素呈平面构型,是强荧光物质,而酚酞没有氧桥,其分于不易保持平面,不是荧光物质。
又如芴和联苯,芴在强碱溶液中的荧光效率接近1,而联苯仅为0.20,这主要是由于芴中引入亚甲基,使芴刚性增强的缘故。
再有萘和维生素A都有5个共轭双键,萘是平面刚性结构,维生素A为非刚性结构,因而萘的荧光强度是维生素A的5倍。
一般说来,分子结构刚性增强,共平面性增加,荧光增强。
这主要是由于增加了π电子的共轭度,同时减少了分子的内转换和系间跨越过程以及分子内部的振动等非辐射跃迁的能量损失,增强了荧光效率。
(4)取代基效应。
芳烃和杂环化合物的荧光光谱和荧光强度常随取代基而改变。
表3-1列出了部分基团对苯的荧光效率和荧光波长的影响。
荧光原理及影响荧光性质测试的因素
㊀2019年第6期分析仪器A n a l yt i c a l I n s t r u m e n t a t i o n N o .6N o v .201997㊀基金项目:郑州大学优秀青年教师科研启动基金(32210854);河南警察学院重点项目(H N J Y-2018-Z D-08).荧光原理及影响荧光性质测试的因素王㊀稳1㊀朱倩倩2∗(1 河南警察学院刑事科学技术系,郑州450046;2 郑州大学化学学院,郑州450001)摘㊀要:简单介绍了荧光原理及荧光性质测试 激发光谱㊁荧光光谱㊁荧光量子产率及荧光寿命测试等的影响因素,希望通过了解这些原理和影响因素,提高样品测试的准确性.关键词:荧光原理㊀激发光谱㊀荧光光谱㊀量子产率㊀荧光寿命D O I :10 3969/ji s s n 1001-232x 2019 06 022P r i n c i p l e o f f l u o r e s c e n c ea n df a c t o r s i n f l u e n c i n g f l u o r e s c e n c e p r o p e r t y te s t .W a n g W e n 1,Z h uQ i a n q i a n 2∗(1.D e p a r t m e n t o f C r i m i n a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,H e n a nP o l i c eA c a d e m y ,Z h e n gz h o u 450046,C h i n a ;2.C o l Gl e g e o f C h e m i s t r y a n dM o l e c u l a rE n g i n e e r i n g ,Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y ,Z h e n gz h o u 450001,C h i n a )A b s t r a c t :I n t h i s p a p e r ,p r i n c i p l e o f f l u o r e s c e n c e i s i n t r o d u c e db r i e f l y ,s e v e r a l f a c t o r s i n f l u e n c i n gf l u o Gr e s c e n c e p r o p e r t y t e s t ,s u c h a s e x c i t a t i o n s p e c t r u m ,e m i s s i o n s p e c t r u m ,qu a n t u m y i e l d a n d f l u o r e s c e n c e l i Gf e t i m e t e s t a r e d i s c u s s e d .K e y w o r d s :P r i n c i p l e o f f l u o r e s c e n c e ;E x c i t a t i o n s p e c t r u m ;E m i s s i o n s p e c t r u m ;Q u a n t u m y i e l d ;F l u o Gr e s c e n c e l i f e t i m e1㊀荧光原理某些物质被激发后会发射出各种颜色和不同强度的光线,当辐射停止时,所发射的光线即很快消失,这种现象称为荧光.当分子通过吸收辐射能而被激发时,所产生的荧光称为光致发光.本文讨论的荧光测量是光致发光现象.荧光的形成总是从分子的第一电子激发单重态的最低振动能级开始的,与荧光体被激发到哪一个电子态无关,所以分子荧光光谱的形状(或谱线轮廓)通常与激发光波长无关;在激发光与发射光之间存在着一定的能量损失,所以在溶液荧光光谱中所观察到的荧光的波长总是大于激发光的波长,这种波长移动的现象称为斯托克斯(S t o k e s )位移;在室温下,分子绝大多数处于电子基态的最低振动能级,因此,吸收光谱(又称激发光谱)中的第一吸收带的形状取决于第一电子激发态中振动能级的分布情况.而分子荧光光谱的形成是激发态分子从第一电子激发态的最低振动能级辐射跃迁至基态的各个不同振动能级所产生的,其形状由基态振动能级的分布情况决定.一般情况下,基态和第一电子激发态中振动能级的分布情况是相似的.由此,分子的荧光光谱和吸收光谱(激发光谱)形状是相似的并呈镜象对称关系[1].荧光量子产率(F )可以表征样品的发光效率,即测量样品有效利用吸收光的效率,数学上可以表示为发射光子数和吸收光子数的比值.Φ=发射荧光的光子数吸收激发光的光子数Φ数值在0~1之间.它的大小取决于物质分子的化学结构及环境(温度㊁pH ㊁溶剂等)[2].相比于相对荧光量子产率测量,绝对荧光量子产率测量应用更为广泛.因为后者无需标准样品,可适用于液体㊁薄膜和粉末样品.采用爱丁堡F L S 980稳态瞬态荧光光谱仪,结合光致发光量子产率附件,可以实现对液体和固体样品绝对量子产率的测量.当某种物质被一束激光激发后,该物质的分子吸收能量后从基态跃迁至某一激发态上,再以辐射98㊀N o .6N o v .2019分析仪器A n a l yt i c a l I n s t r u m e n t a t i o n 2019年第6期㊀跃迁的形式发出荧光回到基态,当激发停止后,分子的荧光强度降到激发时最大强度的1/e 所需要的时间称为荧光寿命,它表示粒子在激发态存在的平均时间,通常称为激发态的荧光寿命.荧光物质的荧光寿命不仅与自身的结构有关,而且与其所处微环境的极性㊁粘度等条件有关,因此通过荧光寿命测定可以直接了解所研究体系发生的变化.2㊀影响荧光性质测试的因素以荧光黄乙醇溶液样品为例,研究其稳态荧光光谱测量㊁荧光量子产率及荧光寿命的测量过程.使用的荧光光谱仪型号为爱丁堡F L S 980稳态瞬态荧光光谱仪,扫描步长为1n m .2.1㊀激发光谱和荧光发射光谱首先,样品荧光发射光谱测试前,可通过同步光谱测试来寻找样品的激发波长,但同步光谱扫描寻找样品的激发波长,耗时较长.通过紫外可见吸收光谱测试来初步确定激发波长,扫描得到荧光发射光谱后,固定最佳发射波长,反扫激发光谱,确定样品的激发情况.进而固定最佳激发波长,扫描荧光发射光谱.稳态光谱测试过程中,注意调节合适的狭缝,不能增加信号强度而加大狭缝,因为增加狭缝将导致进入检测器的杂散光强度增加.如需消除二级衍射峰,可通过在发射侧加入滤光片来实现,一般滤光片波长应与激发波长接近,相差20~30n m [3,4].爱丁堡F L S 980荧光光谱仪设有内置滤光片轮,可用来消除二级衍射峰.荧光黄乙醇溶液的激发光谱如图1所示,其最佳激发波长为490n m .若采用490n m 作为最佳激发波长进行发射光谱测试,起始扫描波长一般比图1㊀荧光黄乙醇溶液的激发光谱490n m 大20~30n m ,荧光峰值出现在513n m 处,但荧光峰并不完整.因此,可调整激发波长,保证荧光图谱完整.本文中,采用380n m 作为激发波长,测得其荧光发射光谱如图2所示.图2㊀荧光黄乙醇溶液的发射光谱激发波长:380n m2.2㊀荧光寿命测试由于荧光物质的荧光寿命长短与所处的微环境有关,因此将荧光物质溶解在溶剂中进行荧光寿命测试时需要指出选用的溶剂㊁温度及溶液浓度等.经验得出,在同一种溶剂中进行荧光物质寿命测试时,荧光物质浓度不宜过高,否则可能会因自吸收导致荧光猝灭影响测试结果.测试过程中,光源的脉冲周期应远大于样品的荧光寿命,确保样品荧光强度衰减结束前不会被多次激发.荧光黄乙醇溶液荧光寿命测试时,采用330n m 激光器进行激发,脉冲周期为200n s ,时间窗口范围为100n s .如图3所示,在100n s 的时间范围内,该样品的荧光已经完全衰减结束.对数据进行拟合处理得到其荧光寿命为4 07n s.图3㊀荧光黄乙醇溶液的荧光强度随时间的衰减曲线㊀2019年第6期分析仪器A n a l y t i c a l I n s t r u m e n t a t i o n N o.6N o v.201999㊀2.3㊀荧光量子产率测试爱丁堡F L S980光谱仪配置积分球附件后,可进行固体㊁液体荧光样品的绝对量子产率测量,测试过程方便快捷.绝对量子产率测试过程中,需要在相同的仪器参数条件下测试空白样品和实际荧光样品.对于溶液样品,空白样品为将荧光物质去除之后的组分,测试时空白溶液的体积㊁所使用的比色皿与测试溶液相同.对于固体粉末样品,测试前需要进行研磨,尽量保证样品装样后样品高度和表面与空白样品保持一致,爱丁堡积分球附件配有白板,无需额外选用空白样品.量子产率测试时,注意空白样品和实际样品测试时确保仪器参数条件一致.所选用的激发波长需与实际样品的荧光发射区域有合适的间隔,避免数据处理时,荧光发射区域与激发光散射峰有重叠,影响最终测试结果的准确性.3㊀结语结合实际测试经验,介绍了荧光原理㊁荧光相关性质G荧光寿命㊁荧光量子产率测量原理及实际测量中包括稳态光谱测试㊁瞬态荧光寿命测试和绝对量子产率测试的影响因素,通过了解这些影响因素,提高样品测试的准确性.参考文献[1]许金钩,王尊本 荧光分析法 北京:科学出版社,2006:7G10.[2]黄如衡 低温磷光分析原理与应用 北京:科学出版社,2008:94G97.[3]胡丽华,黄志斌,纪顺俊,等 分析仪器,2011,(5):55G57.[4]周秋璇,徐庆峰,张勇 分析仪器,2012,(1):82G84.收稿日期:20190411作者简介:王稳,男,1987年生,博士研究生,讲师,主要从事分析化学及仪器研究,EGm a i l:525409068@q q c o m.。
LED发光效率影响因素_led灯发光效率_LED发光效率影响因素
芯片数 激发源 发光材料 发光原理
1
蓝色LED InGaN/YAG InGaN的蓝光与YAG的黄光混合成白光
蓝色LED InGaN/荧光粉 I nGaN的蓝光激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光
蓝色LED ZnSe 由薄膜层发出的蓝光和在 基板 上激发出的黄光混色成白光
表 二 单 颗 白 色L ED 的 效 能 进展
年份
发光效能(流明/瓦)
备注 1998 5
199 15 相若白炽灯
2001 25 相若卤钨灯
2005 50
估计
表三 长远发展目标
单颗白色LED 输入功率 10瓦
发光效能 100流明/瓦 输出光能 1000流明/瓦
在现有的发光效率下,如果需要一定程度高辉度,期望因为增加电流量来产生较大亮度的话,这就必须考量如何增加LED的面积来满足所增加的电流,或者利用将数颗小型LED封装在同一个模组之中,来实现封装模组对电流量容许值的提高。在目前的发光效率下,热效应也会成比例的上升,另外,大面积LED 比小面积LED的电阻来得要高,使得大面积LED本身的效应也比较大,如果单纯以现有LED为基础来提高辉度的话,将会陷入一个因LED本身价格,和散热材料的成本过高而产生的恶性循环之中,这和以低成本化为基础的市场特性是背道而驰的,而且热效应量的上升会引起封装材料的热劣化,对其使用寿命也有很大的影响。
多个 多种光色的LED InGaN、GaP
AlInGaP 将遍布可见光区的多种光芯片封装在一起,构成白色LED
采用LED光源进行照明,首先取代耗电的白炽灯,然后逐步向整个照明市场进军,将会节约大量的电能。近期,白色LED已达到单颗用电超过1瓦,光输出25流明,也增大了它的实用性。表二和表三列出了白色LED的效能进展。
环境因素对荧光光谱和荧光强度的影响
环境因素对荧光光谱和荧光强度的影响————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:3.环境因素对荧光光谱和荧光强度的影响(1)溶剂的影响。
一般地讲,许多共轭芳香族化合物的荧光强度随溶剂极性的增加而增强,且发射峰向长波方向移动。
如图3-4所示,8-羟基喹啉在四氯化碳、氯仿、丙酮和乙腈四种不同极性溶剂中的荧光光谱。
这是由于n→π*跃迁的能量在极性溶剂中增大,而π→π*跃迁的能量降低,从而导致荧光增强,荧光峰红移。
在含有重原子的溶剂如碘乙烷和四氯化碳中,与将这些成分引入荧光物质中所产生的效应相似,导致荧光减弱,磷光增强。
(2)温度的影响。
温度对于溶液的荧光强度有着显著的影响。
通常,随着温度的降低,荧光物质溶液的荧光量子产率和荧光强度将增大。
如荧光索钠的乙醇溶液,在0℃以下温度每降低10℃,荧光量子产率约增加3%,冷却至-80℃时,荧光量子产率接近100%。
(3)pH的影响。
假如荧光物质是一种弱酸或弱碱,溶液的pH值改变将对荧光强度产生很大的影响。
大多数含有酸性或碱性基团的芳香族化合物的荧光光谱,对于溶剂的pH和氢键能力是非常敏感的。
表3-1中苯酚和苯胺的数据也说明了这种效应。
其主要原因是体系的pH值变化影响了荧光基团的电荷状态。
当pH改变时,配位比也可能改变,从而影响金属离子-有机配位体荧光配合物的荧光发射。
因此,在荧光分析中要注意控制溶液的pH。
(4)荧光的熄灭。
它是指荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子的相互作用引起荧光强度降低的现象。
这些引起荧光强度降低的物质称为熄灭剂。
五.影响荧光测量的几种因素:1.温度影响:一般说来,荧光随温度升高而强度减弱,温度升高1℃,荧光强度下降1~10%不等。
测定时,温度必须保持恒定。
ﻫ2.PH值影响:PH 值影响物质的荧光,应选择最佳PH制备样品。
ﻫ3.光分解对荧光测定的影响:ﻫ荧光物质吸收紫外可见光后,发生光化学反应,导致荧光强度下降。
荧光效率荧光强度
荧光效率荧光强度概述背景荧光效率和荧光强度是光学领域中常用的两个概念,用于描述物质吸收光能后释放能量的效果。
荧光效率指的是物质从电子能级跃迁至基态过程中发出的荧光辐射能量与吸收能量的比值,荧光强度则是描述荧光辐射光子的数量。
这两个指标对于研究和应用某些材料具有重要意义。
在本文中,我们将分别从理论和实验两个方面来探讨荧光效率和荧光强度的相关内容。
理论部分荧光效率的相关原理1.荧光效率的定义荧光效率是描述荧光辐射产生的能量转换效果的指标。
它可以通过下面的公式计算得到:荧光效率 = 发射光子数 / 吸收光子数2.荧光效率与非辐射衰减物质在吸收光能转化为电子能级激发态后,有两种消失的途径,一种是通过辐射过程发出荧光辐射,另一种是通过非辐射衰减损失能量。
荧光效率可以反映出非辐射衰减的程度,即荧光辐射的比例。
荧光强度的相关原理1.荧光强度的定义荧光强度是描述荧光辐射光子的数量的指标。
它可以通过光子计数仪测量得到。
2.荧光强度与光子含量的关系荧光强度正比于荧光光子的数量,当样品中荧光物质浓度或激励光强度增加时,荧光强度也会增加。
实验部分荧光效率的测定方法1.单光子技术单光子技术是一种直接测量荧光效率的方法。
它基于单位时间内记录荧光光子的数量,然后与激励光子的数量进行比较,得到荧光效率值。
2.稀释技术稀释技术是通过将已知浓度的样品溶液稀释至一定浓度范围内,然后测定荧光强度与浓度之间的关系,进而推算出荧光效率。
荧光强度的测定方法1.光子计数法光子计数法是最常用的测量荧光强度的方法。
它基于光子计数仪测量单位时间内通过的荧光光子数量,再结合测量时间得到荧光强度值。
2.激发光强度法激发光强度法是通过改变激发光的强度,然后测量荧光强度的变化来间接推算出荧光强度。
结论荧光效率和荧光强度作为描述荧光辐射特性的两个重要指标,在材料科学、生物医学等领域具有广泛应用。
荧光效率可以反映荧光辐射能量转换的效果,荧光强度则可以用于测量荧光辐射的光子数量。
分析测试中心习题
紫外可见吸收光谱习题一、名词解释1. 比色分析法:利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法就称为比色分析法。
2. 生色团和助色团:所谓生色团是指在200-1000nm波长范围内产生特征吸收带的具有一个或多个不饱和键和未共用电子对的基团。
所谓助色团是一些含有未共用电子对的氧原子、氮原子或卤素原子的基团。
3. 红移和蓝移:由于取代基或溶剂的影响造成有机化合物结构的变化,使吸收峰向长波方向移动的现象称为吸收峰“红移”。
由于取代基或溶剂的影响造成有机化合物结构的变化,使吸收峰向短波方向移动的现象称为吸收峰“蓝移”。
4.增色效应和减色效应:由于有机化合物的结构变化使吸收峰摩尔吸光系数增加的现象称为增色效应。
由于有机化合物的结构变化使吸收峰的摩尔吸光系数减小的现象称为减色效应。
5. 溶剂效应:由于溶剂的极性不同引起某些化合物的吸收峰的波长、强度及形状产生变化,这种现象称为溶剂效应。
二、填空1.朗伯定律是说明在一定条件下,光的吸收与光程成正比;比尔定律是说明在一定条件下,光的吸收与浓度成正比,二者合为一体称为朗伯-比尔定律,其数学表达式为A=Kbc。
2.摩尔吸光系数的单位是L/(mol·cm),它表示物质的浓度1mol/L ,液层厚度为1cm 时,在一定波长下溶液的吸光度。
常用符号A 表示。
因此光的吸收定律的表达式可写为A=εbc。
3.吸光度和透射比的关系是:A=-lgt4. 用分光光度计测量由色配合物的浓度相对标准偏差最小时的吸光度为 0.434。
5. 饱和碳氢化合物分子中只有σ键,只在真空紫外或远紫外或深紫外产生吸收,在200-1000nm范围内不产生吸收峰,故此类化合物在紫外吸收光谱中常用来做溶剂。
6. 在有机化合物中, 常常因取代基的变更或溶剂的改变, 使其吸收带的最大吸收波长发生移动, 向长波方向移动称为____红移___, 向短波方向移动称为____蓝移_______。
绪论-分子光谱习题参考答案
第一章 绪 论⒈ 解释下列名词⑴仪器分析与化学分析; ⑵标准曲线与线性范围;⑶灵敏度﹑精密度﹑准确度和检出限。
解:⑴化学分析是以物质的化学反应为基础的分析方法。
仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质(光﹑电﹑热﹑磁等)为基础的分析方法,这类方法一般需要使用比较复杂的仪器。
⑵标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线。
标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度(或含量)的范围称该方法的线性范围。
⑶物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度,称该方法的灵敏度。
精密度是指使用同一方法,对同一试样进行多次测定所得结果的抑制程度。
试液含量的测定值与试液含量的真实值(或标准值)相符合的程度称为准确度。
某一方法在给定的置信水平可以检出被测物质的最小浓度或最小质量,称为这种方法对该物质的检出限。
⒉ 对试样中某一成分进行5次测定,所得的测量结果(单位µg ﹒mL -1)分别为0.36,0.38,0.35,0.37,0.39.⑴ 计算测定结果的相对标准偏差;⑵ 如果试样中该成分的真实值含量是0.38µg ﹒L -1,试计算测定结果的相对误差解:⑴ x =n1(x 1+x 2+…+x n )=0.37; S=1)(12--∑=n x x n i i =0.0158; r s =x s ×100℅=4.27℅。
⑵ E r =μμ-x ×100℅=-2.63℅。
⒊ 用次甲基蓝–二氯乙烷光度法测定试样中硼时,为制作标准曲线,配制一系列质量浓度ρB (单位mg ﹒L -1)分别为0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0的标准溶液,测得吸光度A 分别为0.140,0.160,0.280,0.380,0.410和0.540。
试写出该标准曲线的一元线性回归方程,并求出相关系数。
解:b=∑∑==---n i i n i i i x xy y x x 121)())((=0.0878; a=y -b x = 0.0914;所以该标准曲线的一元线性回归方程为: A=0.0914+0.0878ρB r=2111221)()())((⎥⎦⎤⎢⎣⎡----±∑∑∑===n i n i i i n i i i y y x x y y x x = 0.9911。
简述影响荧光效率的主要因素.doc
1.简述影响荧光效率的主要因素。
答:( 1)分子结构的影响:发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团,共轭体系越大,荧光效率越高;分子的刚性平面结构利于荧光的产生;取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响,给电子取代基可使荧光增强,吸电子取代基使荧光减弱;重原子效应使荧光减弱。
( 2)环境因素的影响:溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响,溶剂的极性越强,荧光强度越大;温度对溶液荧光强度影响明显,对于大多数荧光物质,升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低;溶液pH 值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响;表面活性剂的存在会使荧光效率增强;顺磁性物质如溶液中溶解氧的存在会使荧光效率降低。
2.试从原理和仪器两方面比较荧光分析法、磷光分析法和化学发光分析法。
答:( 1)在原理方面:荧光分析法和磷光分析法测定的荧光和磷光是光致发光,均是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态,测量的是由激发态回到基态产生的二次辐射,不同的是荧光分析法测定的是从单重激发态向基态跃迁产生的辐射,磷光分析法测定的是单重激发态先过渡到三重激发态,再由三重激发态向基态跃迁产生的辐射,二者所需的激发能是光辐射能。
而化学发光分析法测定的是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射,所需的激发能是化学能。
(2)在仪器方面:荧光分析和磷光分析所用仪器相似,都由光源、激发单色器、液槽、发射单色器、检测器和放大显示器组成。
由于在分析原理上的差别,磷光分析仪器有些特殊部件,如试样室、磷光镜等。
而化学发光分析法所用仪器不同,它不需要光源,但有反应器和反应池及化学反应需要的恒温装置,还有与荧光和磷光分析仪器相同的液槽、单色器、检测器等。
3.如何区别荧光和磷光?其依据是什么?答:为了区别磷光和荧光,常采用一种叫磷光镜的机械切光装置,利用荧光和磷光寿命的差异消除荧光干扰或将磷光和荧光分辨开。
4.采取哪些措施可使磷光物质在室温下有较大的磷光效率?答:( 1)在试液中加入表面活性剂,;(2)将被分析物吸附在固体的表面。
简述影响荧光效率的主要因素.doc
1.简述影响荧光效率的主要因素。
答:(1)分子结构的影响:发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团,共轭体系越大,荧光效率越高;分子的刚性平面结构利于荧光的产生;取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响,给电子取代基可使荧光增强,吸电子取代基使荧光减弱;重原子效应使荧光减弱。
(2)环境因素的影响:溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响,溶剂的极性越强,荧光强度越大;温度对溶液荧光强度影响明显,对于大多数荧光物质,升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低;溶液pH值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响;表面活性剂的存在会使荧光效率增强;顺磁性物质如溶液中溶解氧的存在会使荧光效率降低。
2.试从原理和仪器两方面比较荧光分析法、磷光分析法和化学发光分析法。
答:(1)在原理方面:荧光分析法和磷光分析法测定的荧光和磷光是光致发光,均是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态,测量的是由激发态回到基态产生的二次辐射,不同的是荧光分析法测定的是从单重激发态向基态跃迁产生的辐射,磷光分析法测定的是单重激发态先过渡到三重激发态,再由三重激发态向基态跃迁产生的辐射,二者所需的激发能是光辐射能。
而化学发光分析法测定的是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射,所需的激发能是化学能。
(2)在仪器方面:荧光分析和磷光分析所用仪器相似,都由光源、激发单色器、液槽、发射单色器、检测器和放大显示器组成。
由于在分析原理上的差别,磷光分析仪器有些特殊部件,如试样室、磷光镜等。
而化学发光分析法所用仪器不同,它不需要光源,但有反应器和反应池及化学反应需要的恒温装置,还有与荧光和磷光分析仪器相同的液槽、单色器、检测器等。
3.如何区别荧光和磷光?其依据是什么?答:为了区别磷光和荧光,常采用一种叫磷光镜的机械切光装置,利用荧光和磷光寿命的差异消除荧光干扰或将磷光和荧光分辨开。
4.采取哪些措施可使磷光物质在室温下有较大的磷光效率?答:(1)在试液中加入表面活性剂,;(2)将被分析物吸附在固体的表面。
免疫荧光染色质量影响因素分析
免疫荧光染色质量影响因素分析免疫荧光染色是一种常用的实验技术,用于检测细胞或组织中的特定蛋白质、细胞器或细胞结构。
该技术利用特定的抗体结合目标物质,然后利用荧光标记的二抗或荧光标记的直接抗原来检测目标物质的位置和表达水平。
对于免疫荧光染色技术,质量的影响因素有很多,包括抗体的质量、染色过程中的技术操作、染色条件等。
本文将对免疫荧光染色的质量影响因素进行分析,为研究人员提供有益的参考。
一、抗体的选择和质量抗体的选择对于免疫荧光染色的结果具有至关重要的影响。
需要选择经过充分验证的抗体,确保其具有较高的特异性和灵敏度。
不同的抗体批次之间可能存在较大的差异,因此需要在每次实验中使用相同批次的抗体,以确保结果的可重复性。
抗体的纯度和稀释度也会影响染色的结果。
高纯度的抗体可以减少非特异性结合,提高染色的特异性;而适当的稀释度可以保证在不浪费抗体的情况下获得明显的染色信号。
在使用抗体进行免疫荧光染色前,需要对抗体进行充分的优化实验,确定最佳的工作浓度。
需要注意避免反复冻融抗体溶液,以免影响抗体的活性。
在储存和使用抗体时,需要避免暴露在高温或长时间的日光下,以保持抗体的活性和稳定性。
二、标本处理和预处理标本的处理和预处理也会对免疫荧光染色的结果产生影响。
组织固定和膜透化处理是必不可少的步骤,它可以保持组织形态结构的完整性和通透性,有利于抗体的渗透和结合。
不同的组织类型和细胞类型可能需要不同的固定和透化方法,因此需要根据具体情况进行优化。
抗原解表也是影响染色结果的重要因素。
对于不同的抗原类型(如膜蛋白、核蛋白等),需要选择合适的抗原解表方法,以达到最佳的染色效果。
需要注意避免过度的抗原解表处理,以免破坏细胞结构和影响抗体的结合。
三、染色条件的优化在进行免疫荧光染色时,需要对染色条件进行充分的优化,以保证获得清晰和明亮的荧光信号。
需要选择合适的染色缓冲液和洗涤缓冲液,保证抗体的结合和清洗的效果。
需要优化染色时间和温度,以获得最佳的染色效果。
激发荧光效率与荧光亮度的研究
激发荧光效率与荧光亮度的研究荧光,既是一种自然现象,也是一种科学现象。
从生物领域到材料科学,荧光在许多领域都有应用。
而激发荧光效率与荧光亮度的研究,则是在荧光应用领域中非常重要的一部分。
一、荧光基础荧光现象,是指能量从一个分子或物质的高能态转移到带有荧光性质的物质中。
这些物质在吸收能量之后会发射光,从而产生荧光。
简单来说,荧光就是在光的作用下,物体自身散发出的光。
荧光基础的研究,为人们开辟了浩瀚的荧光应用领域。
例如荧光染料,在生物领域中能够用于检测生化反应;荧光材料,则可以被用在显示屏和照明灯之中;荧光气体,则能够被用于激光。
二、提高荧光效率荧光效率,是指华丽荧光、然而却不能带来实际亮度的基础。
因此,提高荧光效率,是荧光应用领域中的一个重要课题。
一种方法是利用荧光释放的光能的百分比。
能够提高荧光释放的能量百分比,就可以提高荧光效率。
例如生物荧光材料,就可以随着自然界中存在的保持能量稳定的色素的基础上,提高荧光效率。
另一种方法是减少荧光基团反应中的其他能量通道。
大部分荧光分子能够通过吸收和发射光的过程来释放光能,但在这个过程中,也可能会产生热能或震动能的转移,导致能量损失,从而影响到荧光效率。
三、增强荧光亮度荧光亮度,亦是荧光效率的一种表现。
它衡量了荧光分子释放出的光能量的量。
因此,通过增强荧光亮度,不仅可以增强荧光的观感效果,同时也可为电子元件等高效能应用提供动力。
提高荧光亮度的主要方法,则是通过增加荧光分子的数目和密度,从而增加荧光产生的总能量。
在有机荧光领域中,可以通过化学方法来改变荧光分子的空间结构以及它们与宿主分子的相互作用,来增强荧光分子的稳定性。
比如,在液晶显示器中,通过精确地控制液晶分子内铁电矩阵的方向,便能够控制荧光分子的分布和定向。
在人工荧光材料领域中,则可以通过修改染料结构,优化荧光分子的异构分布,从而实现荧光亮度的增强。
四、荧光应用的前景随着荧光领域的不断发展,荧光应用的前景也愈加广阔。
简述影响荧光效率的主要因素知识分享
简述影响荧光效率的主要因素知识分享1.简述影响荧光效率的主要因素。
答:(1)分子结构的影响:发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团,共轭体系越大,荧光效率越高;分子的刚性平面结构利于荧光的产生;取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响,给电子取代基可使荧光增强,吸电子取代基使荧光减弱;重原子效应使荧光减弱。
(2)环境因素的影响:溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响,溶剂的极性越强,荧光强度越大;温度对溶液荧光强度影响明显,对于大多数荧光物质,升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低;溶液pH值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响;表面活性剂的存在会使荧光效率增强;顺磁性物质如溶液中溶解氧的存在会使荧光效率降低。
2.试从原理和仪器两方面比较荧光分析法、磷光分析法和化学发光分析法。
答:(1)在原理方面:荧光分析法和磷光分析法测定的荧光和磷光是光致发光,均是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态,测量的是由激发态回到基态产生的二次辐射,不同的是荧光分析法测定的是从单重激发态向基态跃迁产生的辐射,磷光分析法测定的是单重激发态先过渡到三重激发态,再由三重激发态向基态跃迁产生的辐射,二者所需的激发能是光辐射能。
而化学发光分析法测定的是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射,所需的激发能是化学能。
(2)在仪器方面:荧光分析和磷光分析所用仪器相似,都由光源、激发单色器、液槽、发射单色器、检测器和放大显示器组成。
由于在分析原理上的差别,磷光分析仪器有些特殊部件,如试样室、磷光镜等。
而化学发光分析法所用仪器不同,它不需要光源,但有反应器和反应池及化学反应需要的恒温装置,还有与荧光和磷光分析仪器相同的液槽、单色器、检测器等。
3.如何区别荧光和磷光?其依据是什么?答:为了区别磷光和荧光,常采用一种叫磷光镜的机械切光装置,利用荧光和磷光寿命的差异消除荧光干扰或将磷光和荧光分辨开。
荧光定量PCR实验的影响因素小结
荧光定量PCR 实验的影响因素小结引物的设计和选择符合荧光PCR 的探针并进行设计对于实时荧光PCR 尤其重要。
可以说,不合理的设计意味着绝对的失败。
但是,好的设计并不等于好的实验结果,影响PCR 和荧光PCR 的因素非常多,下面择其重要进行介绍。
1、引物退火温度引物的一个重要参数是熔解温度(引物的一个重要参数是熔解温度(Tm Tm Tm)。
这是当)。
这是当5050%的引物和互补序列表%的引物和互补序列表现为双链DNA 分子时的温度。
分子时的温度。
Tm Tm 对于设定PCR 退火温度是必需的。
在理想状态下,退火温度足够低,以保证引物同目的序列有效退火,同时还要足够高,以减少非特异性结合。
合理的退火温度从5555℃到℃到7070℃。
退火温度一般设定比引物的℃。
退火温度一般设定比引物的Tm 低5℃。
设定Tm 有几种公式。
确定引物Tm 最可信的方法是近邻分析法。
大部分计算机程序使用近邻分析法——从序列一级结构和相邻碱基的特性预测引物的杂交稳定性。
所有oligo 软件会自动计算引物的Tm 值。
在设置退火温度时可以如下进行:以低于估算的Tm5Tm5℃作为起始的退火温度,以℃作为起始的退火温度,以2℃为增量,逐步提高退火温度。
较高的退火温度会减少引物二聚体和非特异性产物的形成。
为获得最佳结果,两个引物应具有近似的Tm 值。
引物对的Tm 差异如果超过5℃,就会由于在循环中使用较低的退火温度而表现出明显的错误起始。
如果两个引物Tm 不同,将退火温度设定为比最低的Tm 低5℃。
或者为了提高特异性,可以在根据较高Tm 设计的退火温度先进行5个循环,然后再根据较低Tm 设计的退火温度进行剩余的循环。
这使得在较为严谨的条件下可以获得目的模板的部分拷贝。
2 、引物浓度引物的浓度会影响特异性。
最佳的引物浓度一般在0.1到0.5μM 。
较高的引物浓度会导致非特异性产物扩增。
为了确定引物浓度,可以在260nm 260nm((OD260OD260))测量光密度值。
免疫荧光染色质量影响因素分析
免疫荧光染色质量影响因素分析免疫荧光染色是一种常见的细胞和组织分析技术,广泛应用于生物医学研究和临床诊断中。
在免疫荧光染色过程中,免疫荧光抗体与细胞或组织中特定的抗原结合,然后使用荧光染料对抗体进行标记,最后通过荧光显微镜观察和分析标记的细胞或组织。
免疫荧光染色的质量直接影响到实验结果的准确性和可靠性,因此对免疫荧光染色质量影响因素进行分析非常重要。
一、抗体的选择免疫荧光染色抗体的选择对实验结果至关重要。
抗体的特异性是选择抗体的重要考虑因素,即抗体只能与特定的抗原结合。
抗体的亲和性也是至关重要的,亲和性差的抗体会导致信号弱甚至无法检测到。
抗体的纯度和稳定性也会影响实验结果。
二、标记物的选择在免疫荧光染色中,标记物的选择直接关系到信号的灵敏度和稳定性。
常用的标记物包括荧光染料和酶标记物。
荧光染料标记的抗体可以直接在荧光显微镜下观察,对于多色染色也更为方便。
而酶标记物需要添加底物进行染色反应,相对较麻烦。
因此在选择标记物时需要综合考虑实验的需要和标记物的特性。
三、样品的处理样品的处理也是影响免疫荧光染色质量的重要因素。
对于组织样品,必须进行适当的固定和处理,以保持细胞结构的完整性。
对于细胞样品,需要进行适当的培养和处理,以保证细胞的活力和健康状态。
在处理样品过程中需要避免因为温度、pH值等因素对抗原进行损伤,从而影响免疫荧光染色的结果。
四、实验操作的规范化实验操作的规范化也是保证免疫荧光染色质量的关键因素之一。
所有的操作必须按照标准操作规程进行,从抗体的稀释到样品的处理,都需要严格按照步骤进行。
实验中的控制组的设置也非常重要,可以用来对照和验证实验结果的准确性。
五、影像采集和分析免疫荧光染色实验的最后一步是影像采集和分析,这一步的质量也直接影响到实验结果的解释和准确性。
在采集影像时,应该注意设置合适的曝光时间和增益值,以保证信号的稳定性和灵敏度,并尽量减少背景信号的干扰。
在分析影像时,应该使用专业的软件进行,以确保数据的准确性和可靠性。
荧光染料激发效率
荧光染料激发效率1. 引言荧光染料是一类具有发光性质的化合物,能够通过吸收外界能量而发出特定波长的荧光。
荧光染料广泛应用于生物医学、材料科学、环境监测等领域。
荧光染料的激发效率是衡量其吸收和转换能力的重要指标。
本文将深入探讨荧光染料激发效率的影响因素及其测量方法。
2. 影响荧光染料激发效率的因素2.1 吸收截面积荧光染料的吸收截面积决定了其对入射光的吸收强度,从而影响激发效率。
较大的吸收截面积意味着更多的入射光被吸收,使得更多分子处于激发态,从而提高激发效率。
2.2 激发态寿命激发态寿命是指荧光染料从吸收能量到退回基态所经历的时间。
较长的激发态寿命可以增加跃迁到激发态的机会,提高激发效率。
2.3 光学性质荧光染料的光学性质包括吸收光谱和发射光谱。
吸收光谱决定了能够被染料吸收的波长范围,而发射光谱则决定了荧光染料产生的荧光波长。
匹配良好的吸收和发射波长可以提高激发效率。
2.4 溶液浓度溶液中荧光染料的浓度对激发效率有重要影响。
过低的浓度会导致入射光被稀释,降低激发效率;而过高的浓度则可能引起自聚和猝灭等现象,同样影响激发效率。
2.5 溶剂极性溶剂极性对荧光染料分子的构象和电荷分布有影响,从而影响其吸收和发射特性。
适当选择溶剂极性可以提高激发效率。
3. 荧光染料激发效率的测量方法3.1 理论计算荧光染料的激发效率可以通过理论计算得到。
常用的方法包括密度泛函理论(DFT)、时间相关密度泛函理论(TDDFT)等。
这些方法基于量子力学原理,可以预测荧光染料的吸收和发射特性,并计算出激发效率。
3.2 实验测量实验测量是确定荧光染料激发效率的重要手段之一。
常用的实验方法包括荧光光谱法、瞬态吸收光谱法等。
•荧光光谱法:通过测量荧光强度和吸收强度,可以计算出荧光染料的激发效率。
该方法简单易行,广泛应用于实验室研究和工业生产中。
•瞬态吸收光谱法:利用超快激光技术,观察荧光染料在短时间尺度上的动力学过程。
通过测量激发态寿命和能量转移速率等参数,可以间接推断出激发效率。
分析测试中心习题
紫外可见吸收光谱习题一、名词解释1. 比色分析法:利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法就称为比色分析法。
2. 生色团和助色团:所谓生色团是指在200-1000nm波长范围内产生特征吸收带的具有一个或多个不饱和键和未共用电子对的基团。
所谓助色团是一些含有未共用电子对的氧原子、氮原子或卤素原子的基团。
3. 红移和蓝移:由于取代基或溶剂的影响造成有机化合物结构的变化,使吸收峰向长波方向移动的现象称为吸收峰“红移”。
由于取代基或溶剂的影响造成有机化合物结构的变化,使吸收峰向短波方向移动的现象称为吸收峰“蓝移”。
4.增色效应和减色效应:由于有机化合物的结构变化使吸收峰摩尔吸光系数增加的现象称为增色效应。
由于有机化合物的结构变化使吸收峰的摩尔吸光系数减小的现象称为减色效应。
5. 溶剂效应:由于溶剂的极性不同引起某些化合物的吸收峰的波长、强度及形状产生变化,这种现象称为溶剂效应。
二、填空1.朗伯定律是说明在一定条件下,光的吸收与光程成正比;比尔定律是说明在一定条件下,光的吸收与浓度成正比,二者合为一体称为朗伯-比尔定律,其数学表达式为A=Kbc。
2.摩尔吸光系数的单位是L/(mol·cm),它表示物质的浓度1mol/L ,液层厚度为1cm 时,在一定波长下溶液的吸光度。
常用符号A 表示。
因此光的吸收定律的表达式可写为A=εbc。
3.吸光度和透射比的关系是:A=-lgt4. 用分光光度计测量由色配合物的浓度相对标准偏差最小时的吸光度为 0.434。
5. 饱和碳氢化合物分子中只有σ键,只在真空紫外或远紫外或深紫外产生吸收,在200-1000nm范围内不产生吸收峰,故此类化合物在紫外吸收光谱中常用来做溶剂。
6. 在有机化合物中, 常常因取代基的变更或溶剂的改变, 使其吸收带的最大吸收波长发生移动,向长波方向移动称为____红移___, 向短波方向移动称为____蓝移_______。
免疫荧光染色质量影响因素分析
免疫荧光染色质量影响因素分析免疫荧光染色是一种基于抗体与特定抗原反应的荧光显微镜下的检测方法,广泛应用于生物医学研究、免疫学、细胞生物学等多个领域。
然而,其结果质量受到许多因素的影响,包括抗体、样本处理、显微镜设置等。
本文将详细讨论影响免疫荧光染色质量的因素以及如何优化实验。
1. 抗体的质量抗体作为免疫荧光染色的核心,其质量对结果影响极大。
抗体选择应当依据特定实验的研究目的而定,包括抗体纯度、亲和力、特异性、交叉反应等因素。
在使用抗体前,需先对其进行质量评价,例如SDS-PAGE、Western Blotting、ELISA等技术进行检测。
2. 样本处理样本处理包括细胞的固定、穿膜和切片等,是影响免疫荧光染色质量的重要因素。
合适的固定条件是必不可少的,一般采用4%的乙醛处理或者甲醛处理。
此外,需要合理选择膜透性和染色体切片后的厚度等参数,以保证图像的明亮度和清晰度。
3. 染色体底物的选择染色体底物是指与抗体结合后所产生的荧光信号,其质量也对实验结果产生巨大影响。
一般选择荧光素、荧光二甲基乙烯(FITC)、荧光铭黄等染料。
优选的底物应当能够产生强且稳定的荧光信号,并且在所使用的显微镜下契合度较高。
4. 显微镜设置显微镜的设置也影响免疫荧光染色结果,包括曝光时间、光源亮度、滤镜等等。
合理的曝光时间和亮度能够保证图像的分辨率和清晰度。
滤镜则对荧光信号的选择和分离进行了限制,因此选用适合的滤镜可以有效地减少背景噪音和提高荧光信号强度。
综上所述,影响免疫荧光染色质量的因素是多种多样的,只有在实验中合理控制这些因素,才能够得到高质量、可靠的结果。
因此,在进行免疫荧光染色时,需要有系统、科学的实验设计和实验操作,以最大程度地优化实验结果。
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1.简述影响荧光效率的主要因素。
答:(1)分子结构的影响:发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团,共轭体系越大,荧光效率越高;分子的刚性平面结构利于荧光的产生;取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响,给电子取代基可使荧光增强,吸电子取代基使荧光减弱;重原子效应使荧光减弱。
(2)环境因素的影响:溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响,溶剂的极性越强,荧光强度越大;温度对溶液荧光强度影响明显,对于大多数荧光物质,升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低;溶液pH值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响;表面活性剂的存在会使荧光效率增强;顺磁性物质如溶液中溶解氧的存在会使荧光效率降低。
2.试从原理和仪器两方面比较荧光分析法、磷光分析法和化学发光分析法。
答:(1)在原理方面:荧光分析法和磷光分析法测定的荧光和磷光是光致发光,均是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态,测量的是由激发态回到基态产生的二次辐射,不同的是荧光分析法测定的是从单重激发态向基态跃迁产生的辐射,磷光分析法测定的是单重激发态先过渡到三重激发态,再由三重激发态向基态跃迁产生的辐射,二者所需的激发能是光辐射能。
而化学发光分析法测定的是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射,所需的激发能是化学能。
(2)在仪器方面:荧光分析和磷光分析所用仪器相似,都由光源、激发单色器、液槽、发射单色器、检测器和放大显示器组成。
由于在分析原理上的差别,磷光分析仪器有些特殊部件,如试样室、磷光镜等。
而化学发光分析法所用仪器不同,它不需要光源,但有反应器和反应池及化学反应需要的恒温装置,还有与荧光和磷光分析仪器相同的液槽、单色器、检测器等。
3.如何区别荧光和磷光?其依据是什么?答:为了区别磷光和荧光,常采用一种叫磷光镜的机械切光装置,利用荧光和磷光寿命的差异消除荧光干扰或将磷光和荧光分辨开。
4.采取哪些措施可使磷光物质在室温下有较大的磷光效率?答:(1)在试液中加入表面活性剂,;(2)将被分析物吸附在固体的表面。
5.化学发光反应要满足哪些条件?答:(1)能快速地释放出足够的能量;(2)反应途径有利于激发态产物的形成;(3)激发态分子能够以辐射跃迁的方式返回基态,或能够将其能量转移给可以产生辐射跃迁的其它分子。
6.简述流动注射式化学发光分析法及其特点。
答:流动注射分析是一种自动化溶液分析技术,它是基于把一定体积的液体试样注射到一个连续流动着的载流中,试样在流动过程中分散、反应,并被载流带到检测器中,再连续记录其光强、吸光度、电极电位等物理参数。
其特点是,具有很高的灵敏度和很好的精密度。
1.谱线自吸对光谱定量分析有何影响?答:在光谱定量分析中,自吸现象的出现,将严重影响谱线的强度,限制可分析的含量范围。
2.激发光源的作用是什么?对其性能有何具体要求?答:激发光源的作用是提供试样蒸发、解离和激发所需要的能量,并产生辐射信号;对激发光源的要求是:激发能力强,灵敏度高,稳定性好,结构简单,操作方便,使用安全。
3.常用的激发光源有哪几种类型?简述工作原理和基本特点。
答:目前常用的激发光源有(1)直流电弧光源,其工作原理是:直流电弧被高频引燃装置引燃,阴极产生热电子发射,电子在电场作用下高速奔向阳极,炽热的阳极斑使试样蒸发、解离,解离的气态原子与电子碰撞激发并电离,形成的正离子撞击阴极,阴极不断发射电子,这样电极间形成等离子体,并维持电弧放电,气态原子、离子与等离子体中其它粒子碰撞激发,产生原子、离子的发射光谱;其特点是,电极温度高,分析的绝对灵敏度高,电弧温度一般可达4000~7000 K,激发能力强,但放电的稳定性差,定量分析的精密度不高,适用于矿物和难挥发试样的定性、半定量及痕量元素的分析。
(2)低压交流电弧光源,其工作原理是:为了维持交流电弧放电,发生器由高频高压引燃电路和低压电弧电路组成。
电源接通后,高频高压电路使分析间隙的空气电离,形成等离子气体导电通道,引燃电弧。
同时,低压交流电经低频低压电弧电路在分析间隙产生电弧放电。
随着分析间隙电流增大,出现明显的电压降,当电压降低于维持放电所需电压使,电弧即熄灭。
每交流半周都以相同步骤用高频高压电流引燃一次,反复进行此过程可使低压交流电弧维持不灭。
其特点是:弧焰温度可达4000~8000 K,激发能力强,但电极温度低,其蒸发能力稍差,光源稳定性较好,定量分析的精密度较高,广泛用于金属、合金中低含量元素的定量分析。
(3)高压火花光源,其工作原理是:高压火花发生器使电容器储存很高的能量,产生很大电流密度的火花放电,放电后的电容器的两端电压下降,在交流电第二个半周时,电容器又重新充电、再放电。
反复进行充电、放电以维持火花持续放电。
其特点是:电极温度低,灵敏度低,火花温度高,可激发难激发元素,光源稳定性好,适用于低熔点金属和合金的定量分析。
(4)电感耦合等离子体光源,其工作原理是:用高频火花引燃时,部分Ar工作气体被电离,产生的电子和氩离子在高频电磁场中被加速,它们与中性原子碰撞,使更多的工作气体电离,形成等离子体气体。
导电的等离子体气体在磁场作用下感生出的强大的感生电流产生大量的热能又将等离子体加热,使其温度达到1 104 K,形成ICP放电。
当雾化器产生的气溶胶被载气导入ICP炬中时,试样被蒸发、解离、电离和激发,产生原子发射光谱。
其特点是:激发温度高,一般在5000~8000 K,利于难激发元素的激发,对各元素有很高的灵敏度和很低的检出限,ICP炬放电稳定性很好,分析的精密度高,ICP光源的自吸效应小,可用于痕量组分元素的测定,但仪器价格贵,等离子工作气体的费用较高,对非金属元素的测定灵敏度较低。
3.试述热导池检测器及氢火焰电离检测器的工作原理。
答:热导池检测器是基于被分离组分与载气的导热系数不同进行检测的,当通过热导池池体的气体组成及浓度发生变化时,引起热敏元件温度的改变,由此产生的电阻值变化通过惠斯登电桥检测,其检测信号大小和组分浓度成正比。
氢火焰电离检测器是根据含碳有机物在氢火焰中发生电离的电理而进行检测的。
4.根据速率理论方程式,讨论气相色谱操作条件的选择。
答:见课本214~216页。
5.试述速率理论方程式中A、B/μ、Cμ三项的物理意义。
答:A:涡流扩散项,在填充色谱中,当组分随载气向柱出口迁移时,碰到填充物颗粒阻碍会不断改变流动方向,使组分在气相中形成紊乱的类似“涡流”的流动,因而引起色谱峰的变宽。
B/μ:分子扩散项,是由于色谱柱内沿轴向存在浓度剃度,使组分分子随载气迁移时自发地产生由高浓度向低浓度的扩散,从而使色谱峰变宽。
Cμ:传质阻力项。
6.如何选择气—液色谱固定液?答:(1)极性组分,一般选择非极性固定液。
(2)中等极性的组分,一般选用中等极性的固定液。
(3)强极性组分,选用强极性固定液。
(4)极性与非极性组分的混合物,一般选用极性固定液。
7.色谱定性和定量分析的依据是什么?各有哪些主要定性和定量方法。
答:色谱定性分析的依据是:保留值。
主要的定性分析方法:(1)利用保留值与已知物对照定性。
(2)利用保留值经验规律定性。
(3)根据文献保留数据定性。
色谱定量分析的依据是:被测组分的质量与其色谱峰面积成正比。
主要的定量分析方法:(1)归一化法。
(2)内标法。
(3)标准曲线法1.原子吸收光谱分析法中,背景干扰是怎样产生的?如何抑制和校正光谱背景?简述用氘灯校正背景吸收的原理。
答:原子吸收光谱分析法中的背景干扰是由原子化过程中产生的分子吸收和固体微粒产生的光散射引起的干扰。
在实际工作中,多采用改变火焰类型、燃助比和调节火焰观测区高度来抑制分子吸收干扰,在石墨炉原子吸收光谱分析中,常选用适当基体改进剂,采用选择性挥发来抑制分子吸收的干扰;在原子吸收光谱分析中,可采用仪器调零吸收法、邻近线校正背景法、氘灯校正背景法和塞曼效应校正背景法等方法来校正背景。
氘灯校正背景是采用双光束外光路,氘灯光束为参比光束。
氘灯是一种高压氘气气体(D2)放电灯,辐射190~350 nm 的连续光谱。
切光器使入射强度相等的锐线辐射和连续辐射交替地通过原子化吸收区。
用锐线光源测定地吸光度值为原子吸收和背景吸收的总吸光度值,而用氘灯测定的吸光度仅为背景吸收值,这是因为连续光谱被基态原子的吸收值相对于总吸光度可以忽略不计。
仪器上直接显示出两次测定的吸光度之差,即是经过背景校正后的被测定元素的吸光度值。
2.哪些测定条件影响原子吸收光谱分析的灵敏度?答:(1)分析线,通常选择元素的共振吸收线作为分析线以得到最好的灵敏度;(2)单色器光谱通带,合适的光谱通带可提高灵敏度;(3)灯电流,尽量使用最低的灯电流;(4)原子化条件,在火焰原子吸收中,选择使入射光束从基态原子密度最大区域通过的原子化条件以提高分析的灵敏度,在石墨炉原子吸收法中,在保证完全原子化条件下尽量使用低的原子化温度。
3.说明原子吸收光谱仪的主要组成部件及其作用。
答:原子吸收光谱仪主要由(1)锐线光源,发射谱线宽度很窄的元素共振线;(2)原子化器,将试样蒸发并使待测元素转化为基态原子蒸气;(3)分光系统,使锐线光源辐射的共振发射线正确地通过或聚焦于原子化区,把透过光聚焦于单色器的入射狭缝,并将待测元素的吸收线与邻近谱线分开;(4)检测系统,将待测光信号转换成电信号,经过检波放大、数据处理后显示结果;(5)电源同步调制系统,消除火焰发射产生的直流信号对测定的干扰。
4.在原子吸收光谱仪和原子荧光光谱仪中对光源如何进行调制?为什么要进行光源调制?答:采用和空心阴极灯同频率的脉冲或方波调制电源,组成同步检波放大器,仅放大调频信号,为了消除原子化器中的原子发射干扰。
5.在原子吸收光谱法中,为什么要使用锐线光源?空心阴极灯为什么可以发射出强度大的锐线光源?答:因为原子吸收线的半宽度约为10-3 nm,所以在原子吸收光谱法中应使用锐线光源;由于空心阴极灯的工作电流一般在1~20 mA,放电时的温度较低,被溅射出的阴极自由原子密度也很低,同时又因为是在低压气氛中放电,因此发射线的热变宽∆λD、压力变宽∆λL和自吸变宽都很小,辐射出的特征谱线是半宽度很窄的锐线(10-4~10-3 nm)。
加上空心阴极灯的特殊结构,气态基态原子停留时间长,激发效率高,因而可以发射出强度大的锐线光源。
6.试从原理和仪器装置两方面比较原子吸收分光光度法与紫外-可见分光光度法的异同点。
答:(1)相似之处:a. 都是吸收光谱;b. 工作波段相同190-900 nm;c. 仪器的主要组成部分相同,光源、单色器、吸收池、检测器;d. 定量分析公式相似A = Kc。
(2)不同之处:a. 吸收机理不同,分子吸收为宽频吸收,带状光谱,而原子吸收为窄带、峰值吸收,线状光谱;b. 仪器组成部分的排列不同,分子吸收为光源-单色器-吸收池-检测器,原子吸收为锐线光源-原子化器(吸收池)-单色器-检测器(单色器作用不同);c. 光源不同,分子光谱为连续光源,钨灯、氢灯,原子光谱为锐线光源,空心阴极灯;d. 光源的工作方式不同,分子光谱为直流信号,原子光谱为交流信号;e. 检测器不同,分子光谱为宽频吸收,信号强,普通光电池、光电管。