分子光谱分析Chapter01

热辐射（ 热辐射（Thermoradiation）： ）：
处于较高温度的物体所发射出的可见光。 处于较高温度的物体所发射出的可见光。其共同特征是 随着温度的升高，辐射的总功率增大， 随着温度的升高，辐射的总功率增大，辐射的光谱分布向短 波长方向移动. 波长方向移动
分别指出前面所示发光的类型？ 分别指出前面所示发光的类型？
Figure 3. Fluorescence spectra (λex 363 nm) of probes 1 (a) and 2 (b) (25 µm) in DPBS at room temperature upon addition of increasing amounts of Mg2+ ions (0, 5, 10, 30, 50, 87, 280, 480, 850, and 1030 µm).
内容介绍
0.发光概述 发光概述 CHP.1Βιβλιοθήκη Baidu荧光分析
Principle of Fluorimetry(荧光的原理 荧光的原理) 荧光的原理 The Fluorescence Mechanism(荧光方法 荧光方法) 荧光方法 Characteristics of fluorescence spectrum (荧光光谱特性 荧光光谱特性) 荧光光谱特性 Fluorescence decay and lifetime（荧光衰减和寿命） （荧光衰减和寿命） Quantum yield（量子产率） （量子产率） Fluorescence Intensity (荧光强度 荧光强度) 荧光强度
0.4.2 具有更好的选择性 具有更好的选择性. 并非所有的生色团都产生发射； 并非所有的生色团都产生发射； 激发或发射波长可供选择…； 激发或发射波长可供选择 ；
0.4.3 广泛的应用 广泛的应用. 无机离子测定 基因工程 生物分析 有机物分析
蛋白组学计划 免疫分析
食品安全! 临床! 公安 食品安全 临床
什么是发光? 一、什么是发光? 什么是发光
以某种方式把能量交给物体（ 以某种方式把能量交给物体 （ 质 ） ， 使电子升到一定高 能态的过程叫激发过程（Excitation） 能态的过程叫激发过程（Excitation）。 激发过程 发光就是物体把这种激发能转化为光辐射的过程 。 由于 发光 就是物体把这种激发能转化为光辐射的过程。 就是物体把这种激发能转化为光辐射的过程 处于高能态的粒子服从Boltzmann分布 武大仪器分析P 处于高能态的粒子服从 Boltzmann分布 （ 武大仪器分析 P43 ） ， Boltzmann 分布（ 所以发光只是在少数中心进行，不会影响物体的温度， 所以发光只是在少数中心进行，不会影响物体的温度，即冷 light） 光（Cold light）。
光棒光棒-化学反应发光
汞灯365nm汞灯 Fonkos菌悬浮液 菌悬浮液 Taken from Dr Ternura
Firebug（萤火虫） （萤火虫）
Even many single-celled organisms are bioluminescent. The radiolarian Tuscaridium cygneum forms colonies such as this one in the deep-sea and glows when disturbed. (Diameter approx. 1.2 cm)
What is luminescence?
Luminescence is the emission of light from any substance and occurs from electronically excited states. Luminescence is formally divided into two categories, fluorescence and phosphorescence, depending on the nature of the excited states.
Euphausia pacifica is a small vertically migrating species of krill. It is not clear whether the luminescence, concentrated in photophores along the bottom of the body, is used for counterillumination. (Length approx. 2 cm)
Laser
Fluorescence
A--T C--G G--C T--A
Laser induced Fluorescence detection
发光分析在科学研究中发挥重要作用： 发光分析在科学研究中发挥重要作用： 探针、 探针、传感器和检测器 基因组学 蛋白组学 Proteomic 免疫分析 生命过程
发光介绍(Introduction to Luminescence) 发光介绍
0.1 发光现象 Luminescent phenomena) 发光现象(
煤气燃烧煤气燃烧-蓝色火焰 炽热铁丝炽热铁丝-黄色火焰
荧光灯管荧光灯管-电激发发光
白炽灯泡发光
λex363nm
汞灯365nm汞灯 3-Br-Carbazole奇特 奇特 磷光
0.3 Differences between emission and absorption of radiation 吸光：基态→电子各激发态跃迁 吸光：基态→电子各激发态跃迁; 发射： υ 发射：S1(υ=0)→S0(υ=i)的辐射跃迁 υ 的辐射跃迁;
分别携带被观察物体的激发态或基态信息 信息， 分别携带被观察物体的激发态或基态信息，可以从不同侧面 激发态 了解物质的内部结构。 了解物质的内部结构。
分子发射光谱分析
Molecular Luminescence Spectroscopy Analysis
What does luminescence analysis do?
8-Hydroxyquinoline Derivatives( 衍 生 物 )as Fluorescent ( Sensors for Magnesium(Mg) in Living Cells Giovanna Farruggia, Stefano Iotti, Luca Prodi, Marco Montalti, Nelsi Zaccheroni, Paul B. Savage, Valentina Trapani, Patrizio Sale, and Federica I. Wolf. Web Release Date: 08-Dec-2005; (Article) DOI: 10.1021/ja056523u
0.4 Characteristics of Luminescence Analysis
0.4.1 与吸光相比，灵敏度更高。 与吸光相比，灵敏度更高。 Alimit= ε bC (0.1~1 ，一般仪器 一般仪器); (0.010~3 ，with care and expensive instrumentation) CLOD=Amin/εb ε =0.10~0.010/105 =10-6~10-7mol/L. 化学发光：可检测 化学发光：可检测10-17 mol/L ATP, 相当于一个细 胞中的ATP量; 荧光单分子检测 !!! 量 胞中的
二、发光的类型 (Type of luminescence )？ • Photoluminescence (光致发光 光致发光): 光致发光 Fluorescence/Fluorimetry; Phosphorescence/Phosphorimetry; • Chemiluminescence (化学发光 化学发光); 化学发光 • Bioluminescence (生物发光 生物发光); 生物发光 • Radioluminescence (辐射发光 辐射发光); 辐射发光 • Electroluminescence(电致发光 电致发光); 电致发光 • Sonoluminescence(声致发光 声致发光); 声致发光
0.2 The Characterization of luminescence • 光谱 (Spectrum) I(λ) • 强度 (Intensity) φ(quantum yield) • 衰减 (Decay) τ or k • 偏振 (Polarization)(各向异性 各向异性anisotropy) 各向异性 • 相干 (Coherence) • 散射 (Raman or Rayleigh) • 猝灭 (quench)
History of fluorimetry
历史: 历史: • 1575年 Spain内科医生 内科医生Nicholas Monardes观察 1575 年 ， Spain 内科医生 Nicholas Monardes 观察
到贮存在由菲律宾紫檀木制成的杯中的水会发出一种 神奇迷人的光； 神奇迷人的光；
Tab. 1.2. Early stages in the history of fluorescence and phosphorescencea) Year Scientist Observation or achievement
1565 N. Monardes Emission of light by an infusion of wood Lignum Nephriticum (.rst reported observation of .uorescence) 1602 V. Cascariolo 1640 Licetus 1833 D. Brewster 1845 J. Herschel 1842 E. Becquerel Emission of light by Bolognese stone (.rst reported observation of phosphorescence) Study of Bolognese stone. First de.nition as a non-thermal light emission Emission of light by chlorophyll solutions and .uorspar crystals Emission of light by quinine sulfate solutions (epipolic dispersion) Emission of light by calcium sul.de upon excitation in the UV. First statement that the emitted light is of longer wavelength than the incident light 1852 G. G. Stokes light) 1853 G. G. Stokes 1858 E. Becquerel 1867 F. Goppelsroder chelate) 1871 A. Von Baeyer Emission of light by quinine sulfate solutions upon excitation in the UV (refrangibility of Introduction of the term .uorescence First phosphoroscope First .uorometric analysis (determination of Al(III) by the .uorescence of its morin Synthesis of .uorescein
Chapter 1 Fluorescence and Fluorimetry 荧光分析法
1.1 Principle of Fluorimetry(荧光的原理 荧光的原理) 荧光的原理
什么是荧光？
当用一种波长的光照射某种物质时, 当用一种波长的光照射某种物质时 , 这个物质 能在极短的时间内发射出比照射波长更长的光； 能在极短的时间内发射出比照射波长更长的光； 物质吸收紫外光后所发出的光； 物质吸收紫外光后所发出的光； 物质吸收波长较短的可见光后发出波长较长的 可见光； 可见光；