分子发光分析法
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
奎宁在0.1M的硫酸中荧光量子产 率的绝对值为0.55。
荧光分析的缺点——散射光影响
分子发光分析法
磷光分析的仪器
贝克勒耳圆盘
分子发光分析法
检测器
低温磷光分析 固体基质室温磷光分析 保护流体室温磷光分析 无保护流体室温磷光分析
磷光分析的缺点——仪器复杂，需要固体基质或保护
分子发光分析法
化学发光分析的仪器
分子发光分析法
三 荧光分析的仪器
检测器 If
单色器
光源
I0 单色器 液槽
记录器
分子发光分析法
1、光源 汞 弧灯 山气 弧灯 激光光源
2、单色器
低压汞灯：254 nm 荧光光源强度 > 紫外-可见吸收光谱光源
激光诱导荧光 Laser Induced fluorescence
滤光片
棱镜
光栅
分子发光分析法
第三章 分子发光分析法
• 第一节 荧光分析法 • 第二节 磷光分析法 • 第三节 化学发光分析法
分子发光分析法
第一节 荧光分析法（Fluorescence）
一 概述
(一)、分子发射光谱与分子能级结构
E2
E1 吸光
单重线态
无辐射跃迁 系间跨越
荧光
E0
振动弛豫 内部转换
三重线态 磷光
分子发光分析法
(二)、分子吸收光谱与分子荧光光谱
分子发光分析法
(四)、量子产率与分子结构
荧光通常发生在具有刚性结构和平面结构的电子共轭体系分子中，任何有利于提高-电子共轭度 的结构改变，都将提高荧光量子产率，或使荧光波 长向长波长方向移动。
化合物
苯 联苯 对联三苯
荧光效率
0.07 0.18 0.93
平均波长
283 316 342
分子发光分析法
化合物
（1）分子吸收光谱与分子荧光光谱
吸光
荧光
相对强度
250 300 350 400 450 蒽乙醇溶液吸收和荧光光谱
分子发光分析法
300 400 500 硫酸奎宁在稀硫酸中的荧光光谱与吸收光谱
•荧光光谱与吸收光谱镜像对称 •荧光光谱较吸收光谱简单
分子发光分析法
（2）荧光量子产率（荧光效率）
发荧光的两个必要条件 • 分子能吸收光子而跃迁至激发态 • 激发态分子能以光的形式释放能量
吸光
荧光
相对强度
250 300 350 400 450 蒽乙醇溶液吸收和荧光光谱
分子发光分析法
300 400 500 硫酸奎宁在稀硫酸中的荧光光谱与吸收光谱
•荧光光谱与吸收光谱镜像对称 •荧光光谱较吸收光谱简单
分子发光分析法
(三)、荧光量子产率（荧光效率）
发荧光的两个必要条件 • 分子能吸收光子而跃迁至激发态 • 激发态分子能以光的形式释放能量
苯 萘 蒽
苯 甲苯 乙苯
荧光效率 平均波长
0.07
283
0.23
334
0.36
402
0.07
283
0.17
285
0.18
286
分子发光分析法
(五)、荧光分析的特点 1、灵敏度高 2、选择性好 3、仪器简单 4、应用范围广
分子发光分析法
二 荧光定量分析基础
(一)、荧光强度与浓度
If = fIa= f ( Io-I )
2、淬灭效应
碰撞淬灭： 荧光分子之间或荧光分子与熄灭剂分子 之间碰撞引起的荧光熄灭效应
M + h M* (吸光） M* M + h ’ （发生荧光） M* + Q 熄灭 例如：芳香烃的荧光可以被溶解 O2 所淬灭
分子发光分析法
转入三线态的淬灭
含溴化物、碘化物、硝基化合物、重氮化合物、 羰基化合物及某些杂环化合物容易转变为三重态，因 而易使荧光淬灭
荧光效率（f）=
发出光子数 吸收光子数
如果一个分子将吸收的光子全部 释放，则其量子产率为100%。
分子发光分析法
某些化合物的荧光效率
化合物
荧光素 曙红 罗丹明B 蒽 核黄素 菲 萘 酚 叶绿素
荧光效率
溶剂
0.92 （0.1MNaOH） 0.19 （ 0.1MNaOH） 0.97 （乙醇） 0.31 （己烷） 0.26 （水，pH7） 0.10 （乙醇） 0.12 （乙醇） 0.22 （水） 0.32 （苯）
分子发光分析法
（3）量子产率与分子结构
荧光通常发生在具有刚性结构和平面结构的电子共轭体系分子中，任何有利于提高-电子共轭度 的结构改变，都将提高荧光量子产率，或使荧光波 长向长波长方向移动。
化合物
苯 联苯 对联三苯
荧光效率
0.07 0.18 0.93
平均波长
分子发光分析法
记录器
四 荧光、磷光和化学发光分析法
（Fluorescence，phosphorescence and chemiluminescence analysis）
(一)、理论基础 1、分子发射光谱与分子能级结构
E2
E1 吸光
单重线态
无辐射跃迁 系间跨越
荧光
E0
分子发光分析法
振动弛豫
三重线态 磷光
I f 2 .3 f I o A
分子发光分析法
由于A=bc：故在实验条件固定时， 荧光强度与浓度成正比,即：
If 2.3fIobcKc
K2.3f Iob
f
I0
b
分子发光分析法
(二)、荧光熄灭
If
0
C
分子发光分析法
1、内滤效应 发射的荧光在溶液中通过时被基态分
子所吸收而使荧光强度下降的现象。
分子发光分析法
Relative FL Intensity
EX
EM
Stocks
位移
400
500
600 nm
Wavelength /
分子发光分析法
荧光光谱 标准1
If
样品2
Wavelength /
量子产率的测定
If12.3f1Iob1c
If22.3f2Iob2c
If1 = 1A1 If2 2A2
分子发光分析法
1 = A1 If1 2 A2 If2
If : 荧光强度 Io : 所吸收的辐射强度； f ：荧光效率
A lg I o I
I I 0 10 A
分子发光分析法
I f f Io (110A)
将指数展开：
If
f
I
o[2.3A
(2.3A)2 2
(2.3A)பைடு நூலகம் 3
]
如果吸光度A < 0.05, 方括号中其他各项与 第一项相比均可忽略：
荧光效率（f）=
发出光子数 吸收光子数
如果一个分子将吸收的光子全部 释放，则其量子产率为100%。
分子发光分析法
某些化合物的荧光效率
化合物
荧光素 曙红 罗丹明B 蒽 核黄素 菲 萘 酚 叶绿素
荧光效率
溶剂
0.92 （0.1MNaOH） 0.19 （ 0.1MNaOH） 0.97 （乙醇） 0.31 （己烷） 0.26 （水，pH7） 0.10 （乙醇） 0.12 （乙醇） 0.22 （水） 0.32 （苯）
荧光分析的缺点——散射光影响
分子发光分析法
磷光分析的仪器
贝克勒耳圆盘
分子发光分析法
检测器
低温磷光分析 固体基质室温磷光分析 保护流体室温磷光分析 无保护流体室温磷光分析
磷光分析的缺点——仪器复杂，需要固体基质或保护
分子发光分析法
化学发光分析的仪器
分子发光分析法
三 荧光分析的仪器
检测器 If
单色器
光源
I0 单色器 液槽
记录器
分子发光分析法
1、光源 汞 弧灯 山气 弧灯 激光光源
2、单色器
低压汞灯：254 nm 荧光光源强度 > 紫外-可见吸收光谱光源
激光诱导荧光 Laser Induced fluorescence
滤光片
棱镜
光栅
分子发光分析法
第三章 分子发光分析法
• 第一节 荧光分析法 • 第二节 磷光分析法 • 第三节 化学发光分析法
分子发光分析法
第一节 荧光分析法（Fluorescence）
一 概述
(一)、分子发射光谱与分子能级结构
E2
E1 吸光
单重线态
无辐射跃迁 系间跨越
荧光
E0
振动弛豫 内部转换
三重线态 磷光
分子发光分析法
(二)、分子吸收光谱与分子荧光光谱
分子发光分析法
(四)、量子产率与分子结构
荧光通常发生在具有刚性结构和平面结构的电子共轭体系分子中，任何有利于提高-电子共轭度 的结构改变，都将提高荧光量子产率，或使荧光波 长向长波长方向移动。
化合物
苯 联苯 对联三苯
荧光效率
0.07 0.18 0.93
平均波长
283 316 342
分子发光分析法
化合物
（1）分子吸收光谱与分子荧光光谱
吸光
荧光
相对强度
250 300 350 400 450 蒽乙醇溶液吸收和荧光光谱
分子发光分析法
300 400 500 硫酸奎宁在稀硫酸中的荧光光谱与吸收光谱
•荧光光谱与吸收光谱镜像对称 •荧光光谱较吸收光谱简单
分子发光分析法
（2）荧光量子产率（荧光效率）
发荧光的两个必要条件 • 分子能吸收光子而跃迁至激发态 • 激发态分子能以光的形式释放能量
吸光
荧光
相对强度
250 300 350 400 450 蒽乙醇溶液吸收和荧光光谱
分子发光分析法
300 400 500 硫酸奎宁在稀硫酸中的荧光光谱与吸收光谱
•荧光光谱与吸收光谱镜像对称 •荧光光谱较吸收光谱简单
分子发光分析法
(三)、荧光量子产率（荧光效率）
发荧光的两个必要条件 • 分子能吸收光子而跃迁至激发态 • 激发态分子能以光的形式释放能量
苯 萘 蒽
苯 甲苯 乙苯
荧光效率 平均波长
0.07
283
0.23
334
0.36
402
0.07
283
0.17
285
0.18
286
分子发光分析法
(五)、荧光分析的特点 1、灵敏度高 2、选择性好 3、仪器简单 4、应用范围广
分子发光分析法
二 荧光定量分析基础
(一)、荧光强度与浓度
If = fIa= f ( Io-I )
2、淬灭效应
碰撞淬灭： 荧光分子之间或荧光分子与熄灭剂分子 之间碰撞引起的荧光熄灭效应
M + h M* (吸光） M* M + h ’ （发生荧光） M* + Q 熄灭 例如：芳香烃的荧光可以被溶解 O2 所淬灭
分子发光分析法
转入三线态的淬灭
含溴化物、碘化物、硝基化合物、重氮化合物、 羰基化合物及某些杂环化合物容易转变为三重态，因 而易使荧光淬灭
荧光效率（f）=
发出光子数 吸收光子数
如果一个分子将吸收的光子全部 释放，则其量子产率为100%。
分子发光分析法
某些化合物的荧光效率
化合物
荧光素 曙红 罗丹明B 蒽 核黄素 菲 萘 酚 叶绿素
荧光效率
溶剂
0.92 （0.1MNaOH） 0.19 （ 0.1MNaOH） 0.97 （乙醇） 0.31 （己烷） 0.26 （水，pH7） 0.10 （乙醇） 0.12 （乙醇） 0.22 （水） 0.32 （苯）
分子发光分析法
（3）量子产率与分子结构
荧光通常发生在具有刚性结构和平面结构的电子共轭体系分子中，任何有利于提高-电子共轭度 的结构改变，都将提高荧光量子产率，或使荧光波 长向长波长方向移动。
化合物
苯 联苯 对联三苯
荧光效率
0.07 0.18 0.93
平均波长
分子发光分析法
记录器
四 荧光、磷光和化学发光分析法
（Fluorescence，phosphorescence and chemiluminescence analysis）
(一)、理论基础 1、分子发射光谱与分子能级结构
E2
E1 吸光
单重线态
无辐射跃迁 系间跨越
荧光
E0
分子发光分析法
振动弛豫
三重线态 磷光
I f 2 .3 f I o A
分子发光分析法
由于A=bc：故在实验条件固定时， 荧光强度与浓度成正比,即：
If 2.3fIobcKc
K2.3f Iob
f
I0
b
分子发光分析法
(二)、荧光熄灭
If
0
C
分子发光分析法
1、内滤效应 发射的荧光在溶液中通过时被基态分
子所吸收而使荧光强度下降的现象。
分子发光分析法
Relative FL Intensity
EX
EM
Stocks
位移
400
500
600 nm
Wavelength /
分子发光分析法
荧光光谱 标准1
If
样品2
Wavelength /
量子产率的测定
If12.3f1Iob1c
If22.3f2Iob2c
If1 = 1A1 If2 2A2
分子发光分析法
1 = A1 If1 2 A2 If2
If : 荧光强度 Io : 所吸收的辐射强度； f ：荧光效率
A lg I o I
I I 0 10 A
分子发光分析法
I f f Io (110A)
将指数展开：
If
f
I
o[2.3A
(2.3A)2 2
(2.3A)பைடு நூலகம் 3
]
如果吸光度A < 0.05, 方括号中其他各项与 第一项相比均可忽略：
荧光效率（f）=
发出光子数 吸收光子数
如果一个分子将吸收的光子全部 释放，则其量子产率为100%。
分子发光分析法
某些化合物的荧光效率
化合物
荧光素 曙红 罗丹明B 蒽 核黄素 菲 萘 酚 叶绿素
荧光效率
溶剂
0.92 （0.1MNaOH） 0.19 （ 0.1MNaOH） 0.97 （乙醇） 0.31 （己烷） 0.26 （水，pH7） 0.10 （乙醇） 0.12 （乙醇） 0.22 （水） 0.32 （苯）