荧光光谱法
分子荧光光谱法
磷光是分子吸光成为激发态分子，在返回基态时 的发光现象.
荧光：受光激发的分子从第一激发单重态的最低 振动能级回到基态所发出的辐射。
磷光： 从第一激发三重态的最低振动能级回到基 态所发出的辐射。
1~3 ;
荧光分析法的特点
★★★
因应能试
为用提样
有范供用
态．当吸收一定频率的电磁辐射发生能级跃迁时，可上升到不同激发态
的各振动能级，其中多数分子上升至第一激发单重态这一过程约需１０-
15秒.
激发
2 去活化过程
激发态分子的失活: 激发态分子不稳定，它要以辐射 或无辐射跃迁的方式回到基态
☆振动驰豫 (Vibrational relaxation)
☆荧光发射(Fluorescence)
荧光分析法的应用
无机物分析 无机离子中除少数例外一般不发荧光.但很多 无机离子能怀一些有机试剂形成荧光络合物,而进行定量 测定.
生物化学及生理医学方面的应用 荧光法对于生物中许多 重要的化合物具有很多的灵敏度和较好的物效性,故广用 于生物化学分析,生理医学和临床分析.
药物分析
目前还采用荧光分光光度计作为高效液相色谱,薄层色谱 和高效毛细管电泳等的检测器,使有效的分离手段与高灵 敏度,高选择性的测定方法结合起来,可用于测定复杂的混 合物.
荧光与环境因素的关系
★温度降低会使荧光强度增大； ★PH 带有酸性或碱性取代基的芳 香化合物的荧光与pH有关； ★溶剂 溶剂极性增加有时 会使荧光强度增加，荧光波长红移； 若溶剂和荧光物质形成氢键或使荧 光物质电离状态改变，会使荧光强度 、荧光波长改变；含重原子的溶剂 （碘乙烷、四溴化碳）使荧光减弱。 ★溶解氧的存在往往使荧光强度 降低。 ★激发光的照射
原子荧光光谱法
原子荧光光谱法原子荧光谱（AFS）是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术，它的基本原理就是：基态原子（一般蒸气状态）吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。
一、原子荧光光谱法原理1．1原子荧光的类型以及荧光猝灭（1）共振荧光当原子受到波长为入A的光能照射时，处于基态E0（或处于E0邻近的亚稳态E1）的电子跃迁到激发态E2,被激发的原子由E2回到基态E0（或亚稳态E1）时，它就放出波长入F的荧光。
这一类荧光称为共振荧光。
（2）直跃线荧光荧光辐射一般发生在二个激发态之间，处于基态E0的电子被激发到E2能级，当电子回到E1能级时，放出直跃荧光。
（3）阶跃线荧光当处于激发态E2的电子在放出荧光之前，由于受激碰撞损失部分能量而至E1回到基态时，放出阶跃线荧光。
（4）热助阶跃线荧光原子通过吸收光辐射由基态E0激发至E2能级，由于受到热能的进一步激发，电子可能跃迁至E2相近的较高能级E3,当其E3跃迁至较低的能级E1（不是基态E0）时所发射的荧光称为热助阶跃荧光。
小于光源波长称为反stoke效应。
（5）热助反stokes荧光（略）某一元素的荧光光谱可包括具有不同波长的数条谱线。
一般来说，共振线是最灵敏的谱线。
处于激发态的原子寿命是十分短暂的。
当它从高能级阶跃到低能级时原子将发出荧光。
M*TM+hr除上述以外，处于激发态的原子也可能在原子化器中与其他分子、原子或电子发生非弹性碰撞而丧失其能量。
在这种情况下，荧光将减弱或完全不产生，这种现象称为荧光的猝灭。
荧光猝灭有下列几类型：1）与自由原子碰撞M*+X=M+XM*T激发原子X、MT中性原子2）与分子碰撞M*+AB=M+AB这是形成荧光猝灭的主要原因。
AB可能是火焰的燃烧产物；3）与电子碰撞M*+e-=M+E-此反应主要发生在离子焰中4）与自由原子碰撞后，形成不同激发态M*+A=M x+AM*、M x为原子M的不同激发态5）与分子碰撞后，形成不同的激发态M*+AB=M x+AB6）化学猝灭反应M*+AB=M+A+BA、B为火焰中存在的分子或稳定的游离基2．荧光强度与分析物浓度间关系原子荧光强度I f与试样浓度C以及激发态光源的辐射强度I0存在以下函数关系I f二①I根据比尔一朗伯定律厅叫口•e-KLN]式中：①-原子荧光量子效率I-被吸收的光强I0-光源辐射强度K一峰值吸收系数L一吸收光程N一单位长度内基态原子数按泰勒级数展开，当N很小，则原子荧光强度I f表达式可简化为：I f二①I0KIN当所有实验条件固定时，原子荧光强度与能吸收辐射线的原子密度成正比，当原子化效率固定时，I f与试样浓度C成正比，即I=aC f上式线性关系，只在浓度低时成立。
第五章 荧光及磷光光谱法
磷光是分子吸光成为激发态分子，在返回基态时 的发光现象。
光致发光
常见的光致发光现象是荧光和磷光。
荧光:
激发光停止照射后，发光过程持续
10-9-10-6s。
磷光:
激发光停止照射后，发光过程持续 10-3-10s。
分析方法特点： ★灵敏度高。检测限比吸收光谱法低1~3个 数量级； ★线性范围宽，试样用量少，方法简便； ★选择性比吸收光谱法好。因为能产生紫外 可见吸收的分子不一定发射荧光或磷光；
活的机率下降，荧光量子效率提高。如荧光素和酚 酞有相似结构，荧光素有很强的荧光，酚酞却没有，
芴的荧光强，而联苯的荧光弱。
5.3 影响因素
5.3.1 温度与溶剂效应
溶剂效应
溶剂的影响可分为一般溶剂效应和特殊溶剂效应。 一般溶剂效应指的是溶剂的折射率和介电常数的影响。 特殊溶剂效应指的是荧光体和溶剂分子间的特殊化学作 用，如氢键的生成和化合作用。 一般溶剂效应是普遍的，而特殊溶剂效应则决定于
12:36:43
去活化 (5) 磷光发射
T1最低振动能级→ S0时产生磷光辐射 10-2-10s，寿命长多了！能量更低！
室 温 无 磷 光
(6) 外部转换 external conversion
激发态分子和溶剂等能量转换 荧光/磷光 消失，称熄灭或猝灭
12:36:43
去活化演示 驰豫 吸收
e
e
e
基态单重态
激发单重态
激发三重态
5.2.2
去活化过程
电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时， 通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能 量；激发态停留时间短、返回速度快的途径，发 生的几率大，发光强度相对大。
传递途径 辐射跃迁 无辐射跃迁
原子荧光光谱法的特点
原子荧光光谱法的特点介绍如下：
原子荧光光谱法是一种用于分析物质成分的分析技术，其特点如下：
1.高灵敏度：原子荧光光谱法可以检测到非常微量的元素，灵敏度可达到ppb或更低。
2.高选择性：不同元素在原子荧光光谱中具有独特的发射光谱，因此可以实现元素的
高选择性分析。
3.宽线性范围：原子荧光光谱法对元素的检测范围广泛，可以同时检测多个元素。
4.高精确度：原子荧光光谱法具有很高的精确度和重现性，可以满足大多数实际应用
的要求。
5.无需前处理：样品准备简单，不需要进行复杂的前处理，可以直接进行分析。
6.非破坏性分析：原子荧光光谱法是一种非破坏性分析技术，可以对物质进行分析而
不影响其物理和化学性质。
总之，原子荧光光谱法具有高灵敏度、高选择性、宽线性范围、高精确度、无需前处理和非破坏性等优点，在材料分析、环境监测、地质勘探等领域得到广泛应用。
原子荧光光谱法的基本原理
原子荧光光谱法的基本原理原子荧光光谱法涉及两个主要的过程：激发和发射。
激发是指将待测物质原子或离子中的电子从基态跃迁到高能级的过程。
这可以通过热激发、电子碰撞或光激发等方式实现。
在激发过程中，电子吸收了足够的能量，从低能级跃迁到高能级。
在原子或离子激发到高能级之后，它们会迅速返回到基态。
这过程中，电子会释放出能量，发射光谱。
发射光谱是原子或离子特有的，各自具有离子半径、电子壳层结构等特征。
发射光谱中的光子的能量和波长与电子的能级差有关。
由于每个元素都有一组特定的能级，因此每个元素都有其自己的发射光谱。
通过测量物质发射的特定波长光谱，可以确定其成分和浓度。
原子荧光光谱法中的两种主要类型是原子荧光光谱和离子荧光光谱。
原子荧光光谱是通过将待测物质原子激发到高能级，然后测量其发射光谱来分析物质。
离子荧光光谱是指将待测物质中的离子激发到高能级，然后测量其发射光谱来进行分析。
原子荧光光谱法有许多优点，使其成为分析化学中常用的方法之一、首先，原子荧光分析具有高选择性和灵敏度。
由于每个元素有其独特的发射光谱，可以通过测量特定波长的光谱来确定元素的存在和浓度。
其次，原子荧光法具有广泛的线性范围。
根据信号强度和浓度之间的关系，可以在不同浓度范围内进行定量分析。
此外，原子荧光光谱法具有较高的重现性和可靠性，可用于分析各种样品类型。
然而，原子荧光法也有一些局限性。
首先，原子荧光光谱法只能用于分析原子或离子的成分，不能用于分析分子形式的物质。
此外，原子荧光光谱方法的灵敏度相对较低，对于一些低浓度元素的分析可能不够敏感。
同时，由于原子荧光光谱法对样品制备要求较高，因此在样品处理上可能需要一些额外的步骤。
综上所述，原子荧光光谱法是一种常用的分析方法，通过激发和测量待测物质原子或离子的发射光谱来确定其成分和浓度。
它具有高选择性、灵敏度、线性范围广等优点，但也受到一些限制。
随着技术的不断发展，原子荧光光谱法将继续在分析化学领域中发挥重要作用。
x荧光光谱法
x荧光光谱法X荧光光谱法（X-ray fluorescent spectroscopy，XRF）是现代分析科学中常用的一种无损表面分析技术。
它通过测量物质被激发后放射出的X射线能谱图，从而确定样品中各种基本元素的相对含量和结构信息。
X荧光光谱法具有高灵敏度、高分辨率、广泛适用性等优点，在材料科学、地球科学、环境科学、矿业勘探等领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍X荧光光谱法的原理、仪器设备以及应用领域。
一、X荧光光谱法的原理1.1 X射线的产生和相互作用X射线是电磁波谱中波长最短的一种辐射。
X射线的产生主要有两种途径：一种是由高能电子通过急剧的减速过程产生的，称为广义X射线；另一种是由高能粒子与物质相互作用而产生的，如β粒子与重原子核相互作用产生的射线，称为硬X射线。
当高能电子与物质相互作用时，会发生三种主要的相互作用过程：电离作用、激发作用和散射作用。
这些相互作用过程对物质的特性有很大的影响。
其中，电离作用是指电子与物质原子中的电子发生碰撞，导致电子被打出原子，产生电离现象。
激发作用是指电子与物质原子中的内层电子发生碰撞，使内层电子被激发到高能级，然后返回基态时放出能量。
散射作用是指电子与物质原子中的电子发生弹性碰撞，改变方向后出射。
1.2 X荧光光谱法的原理X荧光光谱法是利用物质受激发后放射出的X射线能谱图来分析样品中的成分和结构信息。
当X射线照射到物质上时，物质原子的内层电子可以被激发到高能级，然后返回基态时会放出能量。
这些能量的大小和原子的电子能级差有关，不同元素的电子能级差是不同的。
当物质被X射线照射时，其中的原子会被激发，激发后返回基态时放出的能量就形成了一系列特定的X射线能谱线。
这些能谱线对应着不同元素的电子能级差，因此可以通过测量物质放射出的X射线能谱图来确定样品中各种基本元素的相对含量和结构信息。
1.3 X荧光光谱法的仪器设备X荧光光谱法主要的仪器设备有X射线发生器、样品支架、能谱仪和数据处理系统。
波长色散x射线荧光光谱法
波长色散x射线荧光光谱法
波长色散X射线荧光光谱法是一种通过X射线照射试样，激发产生各种波长的光，然后通过晶体衍射进行空间色散，分别测量不同波长的X射线分析线峰值强度，进行定性和定量分析的方法。
该方法可以分为顺序式（或称单道式或扫描式）、同时式（或称多道式）谱仪、和顺序式与同时式相结合的谱仪三种类型。
顺序式通过扫描方法逐个测量元素，因此测量速度通常比同时式慢，适用于科研及多用途的工作。
同时式则适用于相对固定组成，对测量速度要求高和批量试样分析。
顺序式与同时式相结合的谱仪结合了两者的优点。
波长色散X射线荧光光谱法是一种相对分析方法，光谱仪只提供X射线荧光的强度，要找到荧光强度与样品浓度的关系，需要一套高质量的标准样品，根据元素的浓度和已测的该元素的特征谱线的强度按一定关系进行拟合绘制工作曲线，以该工作曲线为基础测试同类型样品元素的组成和含量。
化学实验中的荧光光谱分析
化学实验中的荧光光谱分析荧光光谱分析是一种常用的分析技术，它能够通过测量物质在激发光作用下产生的荧光发射，来获得物质的结构和性质信息。
在化学实验中，荧光光谱分析被广泛应用于物质的定性和定量分析。
本文将介绍荧光光谱分析的原理、仪器以及实验操作。
一、荧光光谱分析的原理荧光现象是物质吸收能量后返回基态时发出的光辐射。
当物质受到紫外光或其他能量激发时，部分电子被激发至高能级，由于高能级的不稳定性，电子会迅速返回基态，并释放出荧光发射光。
荧光光谱分析便是基于这种原理进行的。
荧光光谱分析的关键是荧光的激发和发射过程。
首先，物质被激发后，激发态的电子会从吸收态跃迁到激发态，这个过程称为激发过程。
然后，在电子返回基态的过程中，由于能级差异，荧光光子会被发射出来，这个过程称为发射过程。
不同元素和化合物的荧光光谱具有独特的特征，可以对其进行分析和鉴定。
二、荧光光谱分析的仪器荧光光谱分析的仪器主要包括荧光光谱仪和激发光源。
其中，荧光光谱仪主要用于测量荧光发射光的强度和波长，激发光源则用于提供激发光。
荧光光谱仪通常由光源、样品室、分光仪和检测器等部分组成。
光源可以是氘灯、氙灯或者激光器。
样品室是放置样品的地方，通常使用石英或者玻璃制成，以透明材料为主要考虑因素。
分光仪可以将发射光按照波长进行分散，在荧光光谱仪中一般使用光栅作为分散元件。
检测器则用于测量发射光的强度，常见的检测器包括光电二极管和光电倍增管。
激发光源的选择主要根据被测物质的特点和分析要求。
一般来说，紫外光源是常用的激发光源之一，可以提供短波长的光线。
此外，还可以使用激光器作为激发光源，激光器的优点是能够提供大功率和单一波长的光。
三、荧光光谱分析的实验操作进行荧光光谱分析时，需要根据实际情况选择合适的荧光光谱仪和激发光源，然后按照以下步骤进行实验操作。
1. 准备样品：将待测物质制备成适当的溶液或固体样品。
2. 调节仪器参数：根据被测物质的性质和实验要求，调节荧光光谱仪的参数，如选择合适的激发波长和检测范围等。
原子荧光光谱法
原子荧光光谱法原子荧光光谱法一、概述原子荧光光谱法是一种专门用于分析原子的物质结构和组成的方法。
该方法利用了原子的特性发射出特定波长的光线来进行分析，具有高灵敏度和精确度等优点。
它广泛应用于化工、冶金、电子、环保等领域中。
二、工作原理原子荧光光谱法的工作原理是将待检物样品进入火焰或等离子体中加热到极高温度，使其中原子被激发到激发态，然后随着原子的自发跃迁，从激发态跃迁回基态时，发出一定波长的特定光线，通过仪器检测出这些发射光谱，再进行计算和分析得到样品中元素成分的定量分析结果。
三、操作流程1.准备样品：将待分析物质制成高纯度的化合物或纯金属样品。
2.样品预处理：将样品加入溶剂中，加热或酸化等方式使其转变成原子迹状态。
3.样品的雾化：将样品雾化成细小的颗粒，通过进一步的气体等离子体激励，使得原子处于激发态。
4.测量光谱：通过分光仪等仪器测量样品中元素特征光谱，得出样品元素成分的信息。
5.结果分析：根据光谱结果，采用定量方法对待分析物质的成分进行分析和计算，获得定量分析结果。
四、应用领域原子荧光光谱法适用于分析大量金属元素，可用于纯金属、杂质金属等检测。
它被广泛应用于冶金、化工、电子、环保等领域。
比如用于水质、土壤、废水等环保领域的检测，能够检测出其中的重金属元素，为环保工作提供有力的技术保障。
五、存在的问题尽管原子荧光光谱法在分析中具有很大的优势，在实际应用中仍然存在一些问题。
比如由于仪器灵敏度限制，使用样品的环境也会对结果产生影响。
此外，样品的制备过程也会对结果产生重要影响。
对于不同样品的处理方法还需进一步研究。
综上所述，原子荧光光谱法是一种非常重要的化学分析方法，应用广泛。
在实际操作和结果分析时，需要注意一些问题。
未来，我们需要根据实际的样品情况，不断地改进研究方法，提高分析的准确性和可靠性。
原子荧光光谱法(afs)
原子荧光光谱法(afs)这一周我们继续推送各种分析方法的干货知识，今天推送的是有关原子荧光光谱的内容。
按照惯例，我们先来看看纲要——一概述二基本原理三仪器结构四应用情况下面，让我们开始今天的学习吧！一概述原子荧光光谱法（AFS）是一种痕量分析技术，是原子光谱法中的一个重要分支。
是介于原子发射光谱法(AES)和原子吸收光谱法(AAS)之间的光谱分析技术，所用仪器及操作技术与原子吸收光谱法相近。
（一）AFS的发展历程•1859年开始原子荧光理论的研究•1902年首次观察到钠的原子荧光•1962年提出将原子荧光用于化学分析•1964年得出原子荧光的基本方程式•1964年对Zn、Cd、Hg进行了原子荧光法的分析•1974年首次将氢化物进样技术和无色散原子荧光光谱技术相结合，开创了氢化物发生—无色散原子荧光光谱分析技术（HG-AFS）（二）AFS在我国的发展•1975年杜文虎等介绍了原子荧光法，次年研制了冷原子荧光测汞仪；•20世纪70年代末，郭小伟等研制成功研制了溴化物无极放电灯，为原子荧光分析技术的进一步深入研究和发展奠定了基础；•1983年郭小伟等研制了双通道原子荧光光谱仪，后将技术转让给北京地质仪器厂，即现在的海光仪器公司，开创了领先世界水平的有我国自主知识产权分析仪器的先河。
在此后的20多年中，郭小伟等在开发原子荧光分析方法仪器的设计研制，尤其在氢化物发生原子荧光分析方面做了大量卓有成效的工作，使我国在HG-AFS技术领域处于国际领先地位。
（三）我国在AFS的主要突破•用溴化物无极放电灯代替碘化物无极放电灯，成功地解决了铋的光谱干扰问题；•利用氢化物发生所产生的氢气使之在电热石英炉口形成氢氩小火焰作为原子化器，从而使整个装置简单实用；•将高强度脉冲供电空心阴极灯成功地用于作AFS光源，解决了无极放电灯制作工艺不完善和调谐困难等对使用带来的不便；•将流动注射（FIA）技术、断续流动注射技术与AFS联用开创了FIA-AFS全自动分析，并研制开发出全自动原子荧光光谱仪。
卫生化学：原子荧光光谱法
热助直跃线荧光：亚稳态-较高激发态-高于亚稳态 (图7-1d)。 • 阶跃线荧光：基态-E2激发态-碰撞损失能量-E1激发态-基态（图7-1e）。如Na
热助阶跃线荧光：基态E0-E2--E3-E1（图7-1f）。 产生热助阶跃线荧光的条件：能级差很小，足以吸收热能而产生由低能级向高能级的跃迁。 • 反斯托克斯荧光，亦称为“热助荧光”：荧光波长比激发光波长短。基态或亚稳态-更高能级激发 态-基态。如铟、铬等
二、原子荧光光谱的类型
• 共振荧光Байду номын сангаас非共振荧光、敏化荧光
1．共振荧光：原子吸收的辐射光与发射的辐射光波长相同 • 共振荧光：基态-激发态-基态 (图7-1a)。谱线强度最大，应用最多。如，Ni，Zn等 • 热助共振荧光：亚稳态-较高能级-亚稳态 (图7-1b)。
2．非共振荧光：激发和发射的荧光波长不相同，荧光波长大于吸收波长 • 直跃线荧光：基态-较高激发态-高于基态的亚稳态 (图7-1c)。发生在两个激发态之间。
一、原子荧光光谱的产生
• 属于原子发射光谱。
• 定义：基态蒸气原子吸收激发光源发射的特征波长辐射后，原子的外层电子 由基态跃迁至高能态，即被激发；处于激发态的原子不稳定而释放能量返回 到基态。以辐射的形式释放能量，所发射的特征光谱为原子荧光光谱。
• 原子荧光的产生过程：
M h M *
M * M h
仪器类型
• 色散型和无色散型两类。主要区别在于非色散原子荧光光谱仪无单色器。
• 单道原子荧光光谱仪 • 多道原子荧光光谱仪 多元素同时测定
第三节 原子荧光分析法实验技术
一、氢化物发生-原子荧光光谱法（ HG-AFS） • 优点：与基体相分离，降低基体干扰，气体进样提高了进样效率。灵敏度高、干扰小、
荧光光谱法
• 2、被激发到第一电子激发态的各个振动能 级的分子，通过无辐射跃迅降落到第一电 子激发态的最低振动能级；
• 3、降落到第一电子激发态的最低振动能级
的分子，继续降落到基态的各个不同振动
的耗散常使一部分吸收能丧失，剩余荧光 能强烈发光的分子几乎都是通过吸收π→π*跃迁而到达电子激发态的。
主要是指它比起其它方法来说应用范围还不够广泛。 大多数的分子在吸收了光而被激发至第一或以上的电子激发态的各个振动能级之后，通常急剧降落至第一电子激发态的最低振动能级
的能量比吸收的能量小，因此荧光在更长 ，在达一过程中它们和同类分子或其它分子碰撞而消耗了相当于这些能级之间的能量，因而不发出光，即无辐射跃迁。
d. 根据Frankcondon原理，电子跃迁过程中 核的相对位置不变（近似的），若吸收光 谱中某一振动带的跃迁几率最大，则在荧 光发射光谱中，其相反跃迁的几率也应最 大(说明高峰对高峰，低峰对低峰）非镜 像对称的峰出现，则表示有散射光或杂质 存在。
二、产生荧光的过程和条件
• 荧光物质产生荧光的过程可以分为这样四 个步骤：
2、被激发到第一电子激发态的各个振动能级的分子，通过无辐射跃迅降落到第一电子激发态的最低振动能级； 谱并无变化，这是动态猝灭的一个例子。
• 4、到达基态的各个不同振动能级的分子， 吸收光谱和荧光光谱能级跃迁示意图
分子的寿命和猝灭剂的浓度限制。 ——用石英制成，形状:正方形、长方形、圆形的。
再通过无辐射跃迁最后回到基态的最低振 能区分I、I0讯号的微小差别，故在低A时
在荧光法中，灵敏度与该物质激发时的ε及
分子荧光光谱法
5. 荧光发射：当激发态的分子通过振动驰豫 荧光发射：当激发态的分子通过振动驰豫——内转换 内转换——振动驰豫到达单重激发态的 内转换 振动驰豫到达单重激发态的 最低振动能级时，单重激发态最低振动能级的电子可通过发射辐射（光子） 最低振动能级时，单重激发态最低振动能级的电子可通过发射辐射（光子）跃回到基态 的不同振动能级， 荧光发射” 的不同振动能级，此过程称为 “荧光发射”。 6. 磷光发射：三重激发态最低振动能级的分子以发射辐射（光子）的形式回到基态的不 磷光发射：三重激发态最低振动能级的分子以发射辐射（光子） 同振动能级， 磷光发射” 同振动能级，此过程称为 “磷光发射”。
三、激发光谱与荧光光谱
1、激发光谱 将激发荧光的光源用单色器分光， 将激发荧光的光源用单色器分光，连续改变激发光 波长，固定荧光发射波长， 波长，固定荧光发射波长，测定不同波长激发光下物质 溶液发射的荧光强度( ，以激发光的波长为横座标， 溶液发射的荧光强度 F)，以激发光的波长为横座标， 光谱图， 荧光强度为纵座标作F—l光谱图，便可得到荧光物质的 激发光谱。 激发光谱。
由于三重态寿命较长， 由于三重态寿命较长，因而发生振动弛豫及外转换的几率 也高，失去激发能的可能性大， 也高，失去激发能的可能性大，以致在室温条件下很难观 察到溶液中的磷光现象。因此， 察到溶液中的磷光现象。因此，试样采用液氮冷冻降低其 它去活化才能观察到某些分子的磷光。 它去活化才能观察到某些分子的磷光。 处于激发态的分子，可以通过上述不同途径回到基态， 处于激发态的分子，可以通过上述不同途径回到基态，哪 种途径的速度快，哪种途径就优先发生。 种途径的速度快，哪种途径就优先发生。 如果发射荧光使受激分子去活化过程与其他过程相比较快， 如果发射荧光使受激分子去活化过程与其他过程相比较快， 则荧光发生几率高，强度大。 则荧光发生几率高，强度大。 如果发射荧光使受激分子去活化过程与其他过程相比较慢， 如果发射荧光使受激分子去活化过程与其他过程相比较慢， 则荧光很弱或不发生。 则荧光很弱或不发生。
荧光光谱技术介绍
荧光光谱技术概述 荧光光谱的分类与特点 荧光光谱实验技术 荧光光谱分析方法 荧光光谱技术的应用案例
contents
目 录
01
荧光光谱技术概述
定义
荧光光谱技术是一种通过测量物质吸收光后发射的荧光光谱来研究物质性质的技术。
原理
当物质吸收特定波长的光后，会通过电子跃迁至激发态，当电子返回到较低能态时，会释放出特定波长的荧光。荧光光谱的特性和强度与物质的结构和组成密切相关。
定义与原理
用于检测生物分子结构和功能，如蛋白质、DNA和细胞代谢物等。
生物医学研究
用于检测水体、土壤和空气中的污染物，如重金属、有机物和农药等。
环境监测
用于分析化学物质的结构和组成，如有机化合物、无机离子和金属配合物等。
化学分析
用于检测食品中的添加剂、农药残留和营养成分等。
食品工业
荧光光谱技术的应用领域
原子荧光光谱法的基本原理是原子吸收特定波长的辐射能后跃迁至激发态，随后返回基态时发射出特定波长的荧光。通过测量荧光强度，可以确定待测元素的浓度。
原子荧光光谱法在实践中需要解决一些问题，如光谱干扰、仪器噪声和基体效应等。为了提高测量的准确性和可靠性，需要采取相应的措施来减小这些因素的影响。
原子荧光光谱法通过测量待测元素原子在辐射能激发下产生的荧光强度，来定量分析待测元素在样品中的含量。其优点包括较高的灵敏度、较好的选择性以及较低的检测限。
19世纪末
荧光现象的发现。
20世纪初
荧光光谱仪器的初步研制。
20世纪中叶
荧光光谱技术开始应用于化学和生物学研究。
21世纪初
高灵敏度、高分辨率荧光光谱仪器的出现和应用领域的拓展。
原子荧光光谱法定量
原子荧光光谱法定量
原子荧光光谱法（Atomic Fluorescence Spectroscopy，AFS）是一种用于定量分析的光谱技术，通常用于检测和测定液体样品中的金属元素。
下面是使用原子荧光光谱法进行定量分析的一般步骤：
1.样品制备：收集待测样品，必要时对样品进行前处理，以确保
合适的样品状态和浓度范围。
2.原子化：将样品中的金属元素原子化。
这通常通过火焰、电感
耦合等离子体（ICP）、石墨炉等手段来实现。
原子化的目的是将金属元素从其化合物中转化为自由的原子态。
3.激发和发射：通过使用激发源（通常是辐射源，如光源或激光）
激发原子的电子，导致金属原子发射荧光辐射。
每个金属元素都有独特的光谱线，这些光谱线可以用于唯一地识别和测定该元素。
4.分析光谱：通过使用荧光光谱仪测量发射的荧光光谱。
光谱中
的荧光峰的强度与样品中金属元素的浓度成正比。
5.制备标准曲线：使用一系列已知浓度的金属元素标准溶液，绘
制标准曲线。
这将用于将光谱信号转换为元素浓度。
6.定量分析：将样品中的光谱信号与标准曲线进行比较，从而确
定样品中金属元素的浓度。
7.质量控制：进行质量控制，确保分析的准确性和可靠性。
这包
括使用质控样品、重复分析等。
原子荧光光谱法的优势在于其高灵敏度、选择性和多元素分析能
力。
然而，需要注意的是，对于不同元素，可能需要调整光谱测量条件，并考虑矩阵效应等因素。
荧光光谱分析
荧光光谱分析引言荧光光谱分析是一种利用物质在受到激发时发射的荧光来分析其性质的方法。
通过测量物质在不同激发波长下的荧光光谱，可以获得有关该物质分子结构、光物理性质以及环境因素对荧光行为的影响的信息。
本文将介绍荧光光谱分析的原理、仪器和应用。
原理荧光光谱分析基于物质分子在受到激发时发射荧光的原理。
当物质受到激发波长的光照射时，其分子内的电子被激发到高能级，随后返回基态时发射荧光。
不同分子结构、物理性质和环境因素会影响荧光的发射行为，因此通过测量荧光光谱可以得到有关物质性质的信息。
荧光光谱分析可以分为荧光发射光谱和荧光激发光谱。
荧光发射光谱是在固定的激发波长下测量物质发射的荧光光谱，用于研究物质的荧光特性。
荧光激发光谱是测量物质在不同的激发波长下发射的荧光光谱，用于研究物质的光物理性质和分子结构。
仪器荧光光谱分析通常使用荧光光谱仪进行测量。
荧光光谱仪包括激发光源、样品室、光学系统和检测器。
激发光源通常可以使用氘灯、氙灯或激光器，用于激发样品的荧光。
样品室是放置样品的空间，通常使用四面透明的石英室。
光学系统包括分光镜、滤光片和光电二极管等组件，用于收集和分析荧光信号。
检测器负责将荧光信号转换为电信号，并传输到计算机进行数据处理和分析。
应用荧光光谱分析在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：生物领域荧光光谱分析在生物领域中被广泛应用于分析生物样品的成分和性质。
例如，荧光光谱可以用于分析蛋白质、核酸、细胞器和药物等的结构和相互作用。
荧光标记技术也是生物荧光光谱分析的重要应用之一。
环境监测荧光光谱分析可以用于环境监测和污染物分析。
通过测量水、空气等样品的荧光光谱，可以获得有关污染物浓度、分布和性质的信息。
荧光光谱分析在水质监测、大气污染物分析以及土壤污染检测等方面具有重要应用价值。
材料科学荧光光谱分析在材料科学中用于分析材料的结构和性质。
例如，荧光光谱可以用于研究材料的能带结构、杂质掺杂和缺陷等。
原子荧光光谱法的基本原理
原子荧光光谱法的基本原理
原子荧光光谱法的基本原理是根据激发源（如离子源）对样品中元素结构的电磁场剖面强度探测，再得出元素的存在。
它通过离子源向样品中产生电磁场，让样品中的原子电子发生电离以及激发，致使样品中的原子电子发生放射性，从而产生原子荧光光谱，利用这些荧光光谱中谱线的强度及峰位的变化，可以确定样品中具体的元素组成，从而可以得到样品中元素的含量。
总之，原子荧光光谱法的主要原理是根据激发源（如离子源）对样品中元素结构的电磁场剖面强度探测，再得出元素的存在。
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荧光分析法测定维生素B2
一、实验目的
1.学习与掌握荧光光度分析法测定维生素B2的基本原理与方法;
2.熟悉荧光分光光度计的结构及使用方法;
3、学习掌握固体及液体试样的荧光测试方法。
二、实验原理
当用一种波长的光照射某种物质时,这种物质会在极短的时间内,发射出一种比照射光波长较长的光,这种发射出来的光就叫做荧光。
当照射光停止照射时,荧光也随之很快地消失。
利用某些物质被紫外光照射后所产生的、能够反映出该物质特性的荧光,以进行该物质的定性分析与定量分析,称为荧光分析。
实验证明,荧光通常发生于具有刚性平面的л-电子共轭体系分子中。
随着л-电子共轭度与分子平面度的增大,荧光也就越容易产生。
因此几乎所有对分析化学有用的荧光体系都含有一个以上的芳香基团,芳环数越多,荧光愈强。
能发荧光的纯无机物很少,通常就是利用有机配位体与金属离子形成荧光络合物进行无机离子的分析。
图1.荧光分光光度计的结构原理图
荧光分光光度计工作原理(图1)可简述为:光源发出的光束经激发单色器色散,提取所需波长单色光照射于样品上,由样品发出的荧光经发射单色器色散后照射于检测器上,检测器把荧光强度信号转变为电信号并经放大器放大后,由信号显示系统显示或者记录。
荧光光谱包括激发光谱与发射光谱两种。
激发光谱就是就是指发射单色器波长固定,而激发单色器进行波长扫描所得到的荧光强度随激发光波长变化的曲线。
荧光发射光谱就是指激发单色器波长固定,发射单色器进行波长扫描所得到的荧光强度随发射光波长变化的曲线。
一般所说的荧光光谱实际上仅指荧光发射光谱。
这一光谱为分析指出了最佳的发射波长。
荧光定性定量分析与紫外可见吸收光谱法相似。
定性时,就是将实验测得样品的荧光激发光谱与荧光发射光谱与标准荧光光谱图进行比较来鉴定样品成分,一般荧光定性的依据就是荧光光谱峰的个数、位置、相对强度及轮廓。
定量分析时,一般以激发光谱最大峰值波长为激发光波长,以荧光发射光谱最大峰值波长为发射波长,测量样品的荧光强度。
对同一物质而言,荧光强度F 与该物质的浓度c 有以下的关系:
F = 2、303Фf I0 a b c ⑴
Фf－荧光过程的量子效率; a－荧光分子的吸收系数;
I0－入射光强度; b－试液的吸收光程。
在I0 与b 不变时,2、303Фf I0 a b为常数,则⑴式可以表示为
F＝Kc ⑵
⑵即可作为荧光定量检测的依据。
图2 VB2的结构式
如图2 所示,VB2具有一个芳香环结构及л-电子共轭体系,在430 nm～460 nm 蓝光的照射下,发出绿色荧光,其峰值波长为527 nm。
VB2的荧光在pH=6～7 时最强,在pH=11 时消失。
三、仪器与试剂
1.仪器:Cary Eclipse 荧光分光光度计(原美国瓦里安公司,现美国安捷伦公司)。
2.试剂:
(1)VB2标准溶液(10、0 mg/L:准确称取10、0 mg VB2,将其溶解于少量的1% HAc 中,转移至1 L 容量瓶中,用1% HAc 稀释至刻度,摇匀。
转移至棕色试剂瓶中,置阴凉处保存。
(2)待测液:取市售VB2一片,用1% HAc 溶液溶解,定容到1000mL,贮于棕色试剂瓶中,置阴凉处保存。
四、实验步骤
1、液体样品测试
1、1、标准系列溶液的配制
取五个干净的25 mL 容量瓶,分别加入1、00、2、00、3、00、4、00 与5、00 mL VB2标准溶液,再分别加入4、00、3、00、2、00、1、00及0、00 mL 1%的醋酸,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。
1、2.VB2发射光谱的制作
将激发单色器固定为449 nm,发射单色器在470-800 nm范围内进行波长扫描,分别制作五个标准样品的荧光发射光谱。
1、3.标准曲线的制作
以VB2标准溶液的浓度为横坐标,相应发射光谱的峰值荧光强度为纵坐标,绘制用于VB2定量检测的标准曲线并得出相应的标准线方程。
1、4.未知试样的测定
取待测液2、50 mL 置于25 mL 容量瓶中,加入2、50mL 1%的醋酸,用H2O 稀释至刻度,摇匀。
用测定标准系列时相同的条件,测量其荧光强度。
将测定的荧光强度代入标准曲线方程,计算出未知试样中VB2的浓度。
2、固体样品测试
2、1、制样
取适量VB2样品,置于样品池石英片上,旋紧样品池的螺丝,使VB2粉末在石英片上平铺一层,再将样品池置于固体样品架上。
2、2、固体VB2荧光发射光谱的制作
用与液体样品测试相同的参数设置,进行VB2固体荧光发射光谱的测试。
五、思考题
1.荧光测定时,为什么激发光的入射与荧光的接收不在同一直线上,而成一定角度？
2.改变激发波长,荧光发射光谱会有何变化？为什么？
附:预习指南
在预习时,请复习以下相关知识点
①物体所发的光就是复合光
②点光源发的光具有各向同性
③光的波粒二象性
④光的能量与波长的关系
⑤能量守恒定律
⑥共振。