分子荧光分析

一、分子发光与分子荧光
二、荧光和磷光的产生 三、荧光和分子结构的关系
p→p*跃迁、共轭体系 刚性平面结构 供电子取代基
四、溶液的荧光强度
荧光溶液的吸光度≤0.05
1. 荧光强度与溶液浓度的关系 I f 2.3 f I0lc Kc
2. 影响荧光强度的因素
a. 溶剂影响 一般溶剂效应 介电常数、折射率
问题1.3 什么化合物能产生分子荧光？ 第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光
二、荧光和磷光的产生
三、荧光和分子结构的关系
1. 分子荧光产生的必备条件
分子必须能够吸收激发光
分子必须具有一定的荧光量子产率
f
发射的光量子数 吸收的光量子数
荧光强度(I f ) 吸收的光强度(Ia
)
荧光量子产率：
荧光分子发射 的光量子数与 吸收的光量子 数之比。
S0
激发
发射
激发光去除后荧光立即消失，磷光不会立即消失。
问题1.2 分子荧光是如何产生的？ 第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光 二、荧光和磷光的产生
荧光波长(光谱)与 激发光波长无关
基态分子吸收电磁波跃迁到激发态，通过内转换和振动驰 豫失活到第一单重(三重)激发态的最低振动能层，然后， 发射光子返回基态，从而产生荧光(磷光)。
b. 共轭效应 共轭体系越大、共轭程度越高，荧光越强。
0.07
0Baidu Nhomakorabea93
0.27
0.18
问题1.3 什么化合物能产生分子荧光？ 第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光
二、荧光和磷光的产生
三、荧光和分子结构的关系
1. 分子荧光产生的必备条件
吸收激发光 一定的荧光量子效率
2. 分子荧光与分子结构的关系
a. 跃迁类型 p→p*跃迁荧光效率较高。
与激发态分子失活过程的速率常数有关
f
kf
kf
ki
问题1.3 什么化合物能产生分子荧光？ 第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光
二、荧光和磷光的产生
三、荧光和分子结构的关系
1. 分子荧光产生的必备条件
吸收激发光 一定的荧光量子效率
2. 分子荧光与分子结构的关系
a. 跃迁类型 p→p*跃迁荧光效率较高。
第三章 分子荧光分析法
Chapter 3 Molecular Fluorescence
本章学习应该关注的几个问题
问题一 分子荧光是如何产生的？
问题二 分子荧光是如何测量的？
问题三 分子荧光法如何进行定性和定量分析？
问题一 分子荧光是如何产生的？
问题1.1 什么是分子荧光？ 问题1.2 分子荧光是如何产生的？ 问题1.3 什么化合物能产生分子荧光？ 问题1.4 什么因素影响化合物的荧光强度？
问题1.1 什么是分子荧光？
第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光
激发能量 样品
样品
lI
激发
光致发光
激发能量 分子发光
发射 定性 定量
分子发光的分类
电磁波 荧光、磷光
化学能 化学发光
生物能 生物发光
分子发光分析的特点
灵敏度高、选择性好
问题1.2 分子荧光是如何产生的？ 第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光
激的形子电动激振叠级子动处低荧射态基到振态发产激剂相从减发振式，子能发动由失能能于振光光的态激动的射生发或互而弱态动传从能层态能较活级层激动分子过分发驰最光荧态其作使甚分能递而级。分层高到的。发能子返程子态豫低子光分它用荧至子量给失的子间电较较态层，回。吸，失振返或子溶和光消将以周活较通的子低高最的发基收通活动回磷将质能或失过热围到低过重能电振电过到能基光通分量磷的剩的分该振磁内层态。第过子交光过波转一，，与间换强程换跃激然从溶的，度。和迁发后而，
1. 荧光强度与溶液浓度的关系 I f 2.3 f I0lc Kc
2. 影响荧光强度的因素
a. 溶剂影响 b. 温度影响 低温荧光
温度升高，荧光减弱
荧光分子内部振动 荧光分子与其它分子间的碰撞
I0
Ia I0 It I0 (1 e2.3cl )
I f f I0 (1 e2.3cl ) e2.3cl 1 2.3cl (2.3cl)2 (2.3cl)3
2!
3!
若 lc 0.05 e2.3cl 1 2.3cl
问题问1题.41什.3 么什因么素化影合响物化能合产物生的分荧子光荧强光度？？ 第一节 基本原理
特殊溶剂效应 溶剂与荧光物质间的特殊作用
问题问1题.41什.3 么什因么素化影合响物化能合产物生的分荧子光荧强光度？？ 第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光
二、荧光和磷光的产生 三、荧光和分子结构的关系
p→p*跃迁、共轭体系 刚性平面结构 供电子取代基
四、溶液的荧光强度
荧光溶液的吸光度≤0.05
一、分子发光与分子荧光 二、荧光和磷光的产生 三、荧光和分子结构的关系 四、溶液的荧光强度
p→p*跃迁、共轭体系 刚性平面结构 供电子取代基
1. 荧光强度与溶液浓度的关系
荧光溶液的吸光度≤0.05
I f 2.3 f I0lc Kc 荧光定量分析基本关系式
I f f Ia A log It cl It I0 10 cl I0 e2.3cl
b. 共轭效应 共轭体系越大、共轭程度越高，荧光越强。
c. 刚性平面结构 减少分子振动，降低碰撞去活可能性。
d. 取代基效应 供电子基团：增强；吸电子基团：减弱。
重原子效应：荧光减弱、磷光增强。
F 0.16
Cl 0.05
Br 0.01
I0
问题问1题.41什.3 么什因么素化影合响物化能合产物生的分荧子光荧强光度？？ 第一节 基本原理
b. 共轭效应 共轭体系越大、共轭程度越高，荧光越强。
c. 刚性平面结构
0.18
≈1
问题1.3 什么化合物能产生分子荧光？ 第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光
二、荧光和磷光的产生
三、荧光和分子结构的关系
1. 分子荧光产生的必备条件
吸收激发光 一定的荧光量子效率
2. 分子荧光与分子结构的关系
a. 跃迁类型 p→p*跃迁荧光效率较高。
紫外-可见光：分子荧光或磷光
化合物分子吸收能量从基态电子能级跃迁至激发态，若 其返回基态时释放出电磁辐射，则产生分子发光。
问题1.2 分子荧光是如何产生的？ 第一节 基本原理
一、分子发光与分子荧光
二、荧光和磷光的产生
1. 分子的激发 激发单重态、激发三重态 S2
2.激发态分子的去活化与荧光
S1
a. 振动驰豫 b. 内转换 c. 荧光(磷光)发射 d. 外转换