分子荧光光谱法320案例
合集下载
第九章分子荧光光谱法Molecular-fluorescence-spectroscopy
测量荧光的仪器主要由四个部分组成：激发光源、样品 池、双单色器系统、检测器。
特殊点：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。 基本流程如图： 单色器：选择激发光波长 的第一单色器和选择发射 光(测量)波长的第二单色 器； 光源：灯和高压汞灯，染 料激光器(可见与紫外区) 检测器：光电倍增管。
仪器框图
该型仪器可进 行荧光、磷光 的发光分析；
同步扫描技术
根据激发和发射单色器在扫描过程中彼此间所保持的 关系，同步扫描可分为固定波长差(Δλ)和固定能量差及可 变波长三种；
辐射复合发光过程：
1. 自由激子复合(X)； 2. 导带电子—中性受主复合
(e，A0)； 3. 施主—受主对复合
(D0，A0)； 4. 束缚于中性施主上的——
激子复合 (D0，X)； 5. 中性施主——价带空穴的复合(D0，h)；
中性受主、电离施主或受主上的和等电子杂质上的束缚激子复合而发 光。
3.激发光谱与发射光谱的关系
（4）取代基效应：芳环 上有供电基，使荧光增 强。
3.内滤光作用和自吸现象
内滤光作用：溶液中含有能吸收激发光或荧光物质发射 的荧光，如色胺酸中的重铬酸钾；
自吸现象：化合物的荧光发射光谱的短波长端与其吸收 光谱的长波长端重叠，产生自吸收；如蒽化合物。
4、溶液荧光的猝灭
碰撞猝灭： 氧的熄灭作用等。
四、仪器结构流程
2. 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。
λ1
λ2
λ2/
λ3
λ4
无辐射跃迁:
(1) 振动弛豫：激发态分子由同一电子能级中的较高振动能 级转至较低振动能级的过程，其效率较高。 (2) 内转换：相同多重态的两个电子能级间，电子由高能级 回到低能级的分子内过程。 (3) 系间窜越： 激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的 多重态发生变化的过程。 (3) 外转换：激发态分子与溶剂或其它溶质相互作用、能量 转换而使荧光 （或磷光）减弱甚至消失的过程。荧光强度的
特殊点：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。 基本流程如图： 单色器：选择激发光波长 的第一单色器和选择发射 光(测量)波长的第二单色 器； 光源：灯和高压汞灯，染 料激光器(可见与紫外区) 检测器：光电倍增管。
仪器框图
该型仪器可进 行荧光、磷光 的发光分析；
同步扫描技术
根据激发和发射单色器在扫描过程中彼此间所保持的 关系，同步扫描可分为固定波长差(Δλ)和固定能量差及可 变波长三种；
辐射复合发光过程：
1. 自由激子复合(X)； 2. 导带电子—中性受主复合
(e，A0)； 3. 施主—受主对复合
(D0，A0)； 4. 束缚于中性施主上的——
激子复合 (D0，X)； 5. 中性施主——价带空穴的复合(D0，h)；
中性受主、电离施主或受主上的和等电子杂质上的束缚激子复合而发 光。
3.激发光谱与发射光谱的关系
（4）取代基效应：芳环 上有供电基，使荧光增 强。
3.内滤光作用和自吸现象
内滤光作用：溶液中含有能吸收激发光或荧光物质发射 的荧光，如色胺酸中的重铬酸钾；
自吸现象：化合物的荧光发射光谱的短波长端与其吸收 光谱的长波长端重叠，产生自吸收；如蒽化合物。
4、溶液荧光的猝灭
碰撞猝灭： 氧的熄灭作用等。
四、仪器结构流程
2. 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。
λ1
λ2
λ2/
λ3
λ4
无辐射跃迁:
(1) 振动弛豫：激发态分子由同一电子能级中的较高振动能 级转至较低振动能级的过程，其效率较高。 (2) 内转换：相同多重态的两个电子能级间，电子由高能级 回到低能级的分子内过程。 (3) 系间窜越： 激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的 多重态发生变化的过程。 (3) 外转换：激发态分子与溶剂或其它溶质相互作用、能量 转换而使荧光 （或磷光）减弱甚至消失的过程。荧光强度的
分子发光分析法
只有在极稀的溶液中，当 b c <0.02时才成立，对于浓度较 高的溶液，由于自猝灭和自吸收等原因，使荧光强度和荧光 物质浓度不呈线性关系。
3 .荧光的产生与分子结构的关系
• 分子产生荧光必须具备两个条件： • 物质分子必须具有能吸收一定频率紫外可见辐射
的特征结构，分子必须具有吸光的结构 • 吸光后被激发的分子还必须具有高的荧光量子产
荧光发射光谱 荧光激发光谱
磷光光谱
200 260 320
380 440醇溶液荧（磷）光光谱
7-1 概述
• 分子发光分析法包括荧光分析法、磷光分析法和化学发光 分析法。这三种都是通过测量被激发的分子回到基态时所 发射的光辐射来进行分析的，不同之处在于光谱产生的机 制。
荧光强度 If正比于吸收的光量Ia和荧光量子效率 ：
•
If = Ia
•
由朗-比耳定律： Ia = I0(1-10- b c )
•
If = I0(1-10- b c ) = I0(1-e-2.3 b c )
• 浓度很低时，将括号项近似处理后：
•
If = 2.3 I0 b c = Kc
② 荧光 (或磷光)发射光谱
• 固定激发光波长(选最大激发波长), 化合物发射的荧光(或 磷光强度)与发射光波长关系曲线。
荧光发射光谱 荧光激发光谱
磷光光谱
200
260 320
380 440 500 560 620
室温下菲的乙醇溶液荧（磷）光光谱
③ 激发光谱与发射光谱的关系
（1） Stokes(斯托克斯)位移 激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发射光谱的波长比
激发光谱的长，振动弛豫消耗了能量。 （2） 荧光光谱的形状与激发波长无关 电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量(如l2
《仪器分析实验》分子荧光分析法
标示量 的百分数
西北大学基础化学实验
jkzq!0&G%A7MhAj3XCnPBAigZ1iUUR7CjPlKDa+ kbJ9fv3(tCBZ% hT mEM k3b!L)YX9hQ*izToSTQ!Wo*alD75dez+Bdml xHtp7*rJEciGl01S%j0dXj xs6WxxD0C W wW%cO)H C5q%FZG2q-YcX)4afp2%(R dD$)YA%lA1#Mfvdn( 13JQqKdRIV8io3#VpNVNr w5QD v0J7ir3N d$oj vjr 1x&UKa))-uQUN7I#LsTgij WIo9wyYQpJSVECg4bTN4+ b3 v36GYph9+ ef9OBPTGSG7JOUU F kbYPHh2XgI*OC64%)rQQuOIlqpf$6Etc x5wMAx-DQ6&b+6TACIMBfKNY7i %bm8) xjfyDObYnQ)Z aPffM HEKvkqSUsH hEqPOvYJLw5*Loc4T Ih1x7eiaApMW5%9%fqKuDoL&)(LgWObFPVQ8HT GGN w&3F Wd*a9R2$KEi*euIQ*Z+z hf#43jnPxyRR rAUI$30wA&SfLdFLbQ-UK8$9g$NLe-BGH58bXo1yXOk-ek)BU A*9pN uTNRH tFoV0qKlM!lkrfgh+dQaFtSU 3&r* m-7fv!GKoU9Ls E53b6Q* xW*q-2gxdD vLtqqWPF+r SIT$%T f1zGla63m-2o5MB$xAOpdWrZ!59Z8GDz zZhAlFq+h&ILCMu2zXYPmf!8+IYXVaTbrI9TE
西北大学基础化学实验
jkzq!0&G%A7MhAj3XCnPBAigZ1iUUR7CjPlKDa+ kbJ9fv3(tCBZ% hT mEM k3b!L)YX9hQ*izToSTQ!Wo*alD75dez+Bdml xHtp7*rJEciGl01S%j0dXj xs6WxxD0C W wW%cO)H C5q%FZG2q-YcX)4afp2%(R dD$)YA%lA1#Mfvdn( 13JQqKdRIV8io3#VpNVNr w5QD v0J7ir3N d$oj vjr 1x&UKa))-uQUN7I#LsTgij WIo9wyYQpJSVECg4bTN4+ b3 v36GYph9+ ef9OBPTGSG7JOUU F kbYPHh2XgI*OC64%)rQQuOIlqpf$6Etc x5wMAx-DQ6&b+6TACIMBfKNY7i %bm8) xjfyDObYnQ)Z aPffM HEKvkqSUsH hEqPOvYJLw5*Loc4T Ih1x7eiaApMW5%9%fqKuDoL&)(LgWObFPVQ8HT GGN w&3F Wd*a9R2$KEi*euIQ*Z+z hf#43jnPxyRR rAUI$30wA&SfLdFLbQ-UK8$9g$NLe-BGH58bXo1yXOk-ek)BU A*9pN uTNRH tFoV0qKlM!lkrfgh+dQaFtSU 3&r* m-7fv!GKoU9Ls E53b6Q* xW*q-2gxdD vLtqqWPF+r SIT$%T f1zGla63m-2o5MB$xAOpdWrZ!59Z8GDz zZhAlFq+h&ILCMu2zXYPmf!8+IYXVaTbrI9TE
分子荧光光谱法
菲
线状环结构比非线状 结构的荧光波长长
• 芳香族化合物因具有共轭的不饱和体系， 芳香族化合物因具有共轭的不饱和体系， 多数能发生荧光 • 多环芳烃是重要的环境污染物，可用荧光 多环芳烃是重要的环境污染物， 法测定 • 3，4 - 苯并芘是强致癌物 ， 苯并芘是强致癌物
λ ex = 386 nm λem = 430 nm
（二）荧光与有机化合物结构的关系
物质只有吸收了紫外可见光，产生π 物质只有吸收了紫外可见光，产生π → π*，n → π* 跃迁， 跃迁，产生荧光 跃迁相比，摩尔吸收系数大10 π → π*与n → π*跃迁相比，摩尔吸收系数大102~103， 寿命短 跃迁常产生较强的荧光， π → π*跃迁常产生较强的荧光， n → π*跃迁产生的 荧光弱
1. 电子自旋状态的多重性
大多数分子含有偶数电子，基态分子每一个轨道 大多数分子含有偶数电子， 中两个电子自旋方向总是相反的↑↓ 中两个电子自旋方向总是相反的↑↓ ，处于基态单 重态。 当物质受光照射时， 重态。用 “S0” 表示 ；当物质受光照射时，基态 分子吸收光能产生电子能级跃迁， 分子吸收光能产生电子能级跃迁，由基态跃迁至 更高的单重态，电子自旋方向没有改变， 更高的单重态，电子自旋方向没有改变，净自旋 = 0 .这种跃迁是符合光谱选律的 第一激发单重态 S1
VR S2 IC VR S1 ISC
VR：振动驰豫 ： IC：内部转换 ： ISC：系间窜跃 ：
T1
S0 吸光 吸光
S0
3. 荧光光谱的产生—辐射去激 荧光光谱的产生—
处于S 处于S1或T1态的电子返回S0态时，伴随有发光现 态的电子返回S 态时， 象，这种过程叫辐射去激 发光 S0 S1或T1 荧光： （1）荧光： 当电子从第一激发单重态S 当电子从第一激发单重态S1的最低振动能级回到基 态S0各振动能级所产生的光辐射叫荧光 荧光是相同多重态间的允许跃迁，产生速度快， 荧光是相同多重态间的允许跃迁，产生速度快， 10-9~10-6s，又叫快速荧光或瞬时荧光，外部光源停 又叫快速荧光或瞬时荧光， 止照射， 止照射，荧光马上熄灭 无论开始电子被激发至什么高能级，它都经过无辐 无论开始电子被激发至什么高能级， 射去激消耗能量后到S 的最低振动能级，发射荧光， 射去激消耗能量后到S1的最低振动能级，发射荧光， 荧光波长比激发光波长长。 荧光波长比激发光波长长。 λ 荧>λ激
实验九 分子荧光光谱法测定废水中的苯酚
实验九分子荧光光谱法测定废水中的苯酚一、目的要求1.熟悉荧光分析的基本原理。
2.了解荧光光谱仪的构造，掌握仪器的使用方法。
3.掌握用定量分析的方法对样品进行分析。
4.掌握样品激发和发射光谱的判断方法。
二、基本原理1.荧光光谱仪的结构与原理荧光光谱仪是使用紫外可见光激发吸收物质而产生的发光信息的装置。
荧光光谱仪由光源、激发单色器、样品池、发射单色器、检测器与数据处理仪器控制系统等部分组成。
（1）光源激发光源具有稳定性好、强度大、使用波长范围宽等特点。
其中稳定影响测定的重现性和精密度；强度影响测定的灵敏度。
一般用高压氙灯或高压汞灯。
在紫外可见区范围内，氙灯最为常用，而氙灯又分连续和脉冲氙灯。
（2）单色器荧光计通常采用两块滤光片作单色器：激发滤光片和发射滤光片。
激发滤光片放在光源和样品池之间，其作用是让所选择的激发光透过并照射于被测试样上。
荧光滤光片放在试样池和检测器之间，其作用是把激发光所产生的容器表面的散射光、瑞利散射光、拉曼散射光以及溶液中杂质荧光滤去，让荧光物质发出的荧光通过而照射到检测器上。
大部分荧光光谱仪采用光栅作为单色器。
（3）样品池荧光分析所使用的试样池需要低荧光材料，常用石英池。
试样池形状以散射光较小的方形为宜。
（4）检测器荧光计常用光电倍增管做检测器。
（5）数据处理仪器控制系统由计算机控制操作并将作用于检测器上荧光放大，得到相应的光电信号，再进行扫描、测量、记录和打印数据光谱等。
2.分子荧光光谱分析的原理室温下，大多数分子处于基态的最低振动能层。
处于基态的分子吸收能量后被激发为激发态。
激发态不稳定，将很快衰弱到基态。
若返回到基态时伴随着光子的辐射，这种现象被称为发光。
分子轨道中的电子由基态变成激发单重态S（电子自旋方向不改变）与激发态三重态T（电子自旋方向发生变化）。
每个分子具有一系列严格分立的能级，称为电子能级，而每个电子能级中又包含了一系列的振动能层和转动能层。
其中，基态为S0，第一激发单重态和第二激发单重态分别为S1、S2，第一、二电子的激发三重态分别为T1、T2。
分子荧光光谱法 ppt课件
分子荧光光谱法
Molecular Fluorescence Spectroscopy
ppt课件
1
荧光是指一种光致发光的冷发光现象。
当某种常温物质经某种波长的入射光 （通常是紫外线）照射，吸收光能后 进入激发态，并且立即退激发并发出 比入射光的的波长长的出射光（通常 波长在可见光波段）；而且一旦停止 入射光，发光现象也随之立即消失。 具有这种性质的出射光就被称之为荧 光。
3!
ppt课件
26
溶液浓度较低时：
F K I 0 2.303bc
当入射光的λ1 和 I0一定时 ： F=Kc
即： 在低浓度时，溶液的荧光强度与荧光物质
的浓度成正比。 ————这是荧光法定量的基础。ppt课件 Nhomakorabea27
7.影响荧光强度的因素
（1）内部因素
自猝灭——发光物质分子间碰撞而发生的能量无辐射 转移。自猝灭随溶液浓度的增加而增加。
40
2.激发光谱与发射光谱的关系
（1）镜像规则 荧光光谱的形状与基态中振动能级的分布有
关，而激发光谱的形状反映了第一激发态单重态 中的振动能级的分布。一般情况下，基态和第一 激发单重态中的振动能级分布是相似的，通常荧 光光谱与激发光谱大致呈镜像对称。
ppt课件
41
ppt课件
42
（2）Stokes位移 Stokes位移是指激发光谱与荧光光谱之间的波长
凡是使荧光速率常数kf增大而使其他失活过程（系 间窜越、外转换、内转换）的速率常数减小的因 素（环境因素和结构因素）都可使荧光增强。
ppt课件
24
6. 荧光强度与浓度的关系
荧光是物质吸收光子之后发出的辐射，荧光强度 （F）与
Molecular Fluorescence Spectroscopy
ppt课件
1
荧光是指一种光致发光的冷发光现象。
当某种常温物质经某种波长的入射光 （通常是紫外线）照射，吸收光能后 进入激发态，并且立即退激发并发出 比入射光的的波长长的出射光（通常 波长在可见光波段）；而且一旦停止 入射光，发光现象也随之立即消失。 具有这种性质的出射光就被称之为荧 光。
3!
ppt课件
26
溶液浓度较低时：
F K I 0 2.303bc
当入射光的λ1 和 I0一定时 ： F=Kc
即： 在低浓度时，溶液的荧光强度与荧光物质
的浓度成正比。 ————这是荧光法定量的基础。ppt课件 Nhomakorabea27
7.影响荧光强度的因素
（1）内部因素
自猝灭——发光物质分子间碰撞而发生的能量无辐射 转移。自猝灭随溶液浓度的增加而增加。
40
2.激发光谱与发射光谱的关系
（1）镜像规则 荧光光谱的形状与基态中振动能级的分布有
关，而激发光谱的形状反映了第一激发态单重态 中的振动能级的分布。一般情况下，基态和第一 激发单重态中的振动能级分布是相似的，通常荧 光光谱与激发光谱大致呈镜像对称。
ppt课件
41
ppt课件
42
（2）Stokes位移 Stokes位移是指激发光谱与荧光光谱之间的波长
凡是使荧光速率常数kf增大而使其他失活过程（系 间窜越、外转换、内转换）的速率常数减小的因 素（环境因素和结构因素）都可使荧光增强。
ppt课件
24
6. 荧光强度与浓度的关系
荧光是物质吸收光子之后发出的辐射，荧光强度 （F）与
分子荧光光谱法
单色器： 第一单色器——选择激发光波长λ1 （＞250nm的紫外 光），称为激发单色器。 第二单色器——选择(测量)发射光（荧光）波长λ2 ， 与激发光入射方向垂直，称为荧光单色器。
样品池： 采用低荧光材料，通常为石英池。 检测器： 光电倍增管。
Ⅳ、荧光法的应用
荧光法灵敏度高、选择性好，可用于痕量 分析，但是能产生荧光的物质较少，使其 应用范围较小。
（2）Stokes位移 Stokes位移是指激发光谱与荧光光谱之间的波长 差值。 荧光的波长总是大于激发光的波长。这是由于发 射荧光之前的振动驰豫和内转换过程损失了一定的能 量。
（3）荧光光谱的形状与激发光波长无关 电子跃迁到不同激发态，吸收不同波长的能 量，产生不同的吸收带，但荧光均是激发态电子 回到第一激发单重态的最低振动能级再跃迁回到 基态而产生的，这与荧光物质分子被激发至哪一 能级无关。因此，荧光光谱的形状和激发光的波 长λ1无关。
溶液浓度较低时：
F K I 0 2.303bc
当入射光的λ1 和 I0一定时 ： F=Kc 即： 在低浓度时，溶液的荧光强度与荧光物质 的浓度成正比。 ————这是荧光法定量的基础。
7.影响荧光强度的因素
（1）内部因素
自猝灭——发光物质分子间碰撞而发生的能量无辐射 转移。自猝灭随溶液浓度的增加而增加。
分子荧光产生机理
1.光谱类型
荧光光谱是物质分子 吸收紫外光后产生的分子 发射光谱。 2.跃迁类型
分子中原子的电子能 级跃迁，伴随振动能级的 跃迁。
3.分子的激发与失活
（1）分子的激发
基态→激发态(S1、S2、激发态振动能级)：吸收特定 频率的辐射，跃迁一次到位。 激发态→基态：多种途径和方式，速度最快、激发态 寿命最短的占优势。
分子荧光光谱法(原理和方法)
1. 激发
在室温下物质分子大部分处于基态的最低振动能级且电子自旋配对为单重
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
kf
k f ki kec kic
ห้องสมุดไป่ตู้
凡是使荧光速率常数kf增大而使其他失活过程 （系间窜越、外转换、内转换）
的速率常数减小的因素都可使荧光增强。
根据朗伯-比尔定律
Ia=I0-I=I0(1-10-εbc)
则F=ΦI0（1-10-εbc)=φI0(1-e-2.303εbc) 又因
e-2.303εbc=1-2.303 εbc-(-2.303 εbc)2/2!-(-2.303 εbc)3/3!
对于很稀的溶液，投射到样品溶液上的被吸收的激发光不到2%时， 即εbc＜=0.05时，上式的第二项后的各项可以忽略不计。则
F = φI0[1-(1-2.303 εbc)]=2.303 φ I0 εbc
当I0一定时 并且浓度C很小时,荧光强度与荧光物质浓度成正比
F = K·C
(K = 2.303 φ I0 εb)
荧光团杂化纳米二氧化硅微球
Molecular fluorescence spectroscopy
概述
分子荧光光谱法(Molecular fluorescence spectroscopy )又称
为荧光光谱法或荧光分析法．是以物质所发射的荧光强度 与浓度之间的线性关系为依据进行的定量分析，以荧光光 谱的形状和荧光峰对应的波长进行行的定性分析．
分子荧光光谱法
实验二分子荧光光谱法一实验目的1.理解并掌握荧光产生的机理。
2.学会测定不同浓度物质溶液的荧光激发光谱和发荧光射光谱。
3.了解影响荧光产生的几个主要因素。
二实验原理原子外层电子吸收光子后，由基态跃迁到激发态，再回到较低能级或者基态时，发射出一定波长的辐射，称为原子荧光。
对于分子的能级激发态称为分子荧光，平时所说的荧光指分子荧光。
1.产生过程（如图1）光吸收：荧光物质从基态跃迁到激发态。
此时，荧光分子处于激发态。
内转换：处于电子激发态的分子由于内部的作用，以无辐射跃迁过渡到低的能级。
外转换：处于电子激发态的分子由于和溶剂以及其他分子的作用，以及能量转移，过渡到低的能级荧光发射：如果不以内转换的方式回到基态，处于第一电子激发态最低振动能级的分子将以辐射的方式回到基态，平均寿命约为10ns左右。
系间转换：不同多重态,有重叠的转动能级间的非辐射跃迁。
振动驰豫：高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。
发生振动弛豫的时间。
图12.光谱特性激发谱：固定测量波长(选最大发射波长),化合物发射的荧光强度与激发光波长的关系曲线。
激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，荧光强度最大。
发射谱：固定激发波长，发射强度与发射波长的关系。
1) Stokes位移：激发光谱与发射光谱之间的波长差值。
发射光谱的波长比激发光谱的长，振动弛豫消耗了能量。
2) 发射光谱的形状与激发波长无关：电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最低振动能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光。
3) 镜像规则：通常荧光发射光谱与它的吸收光谱（与激发光谱形状一样）成镜像对称关系。
4) 荧光寿命和荧光量子产率。
去掉激发光以后，荧光强度并不是立即消失，而是以指数形式衰减。
定义荧光强度降低到激发状态最大荧光强度的1/e所需要的时间称为荧光寿命。
荧光寿命是个很重要的参数，可以不再对荧光的绝对强度进行测量。
三实验内容1 获得罗丹明B和2-萘酚的激发光谱和荧光光谱。
分子光谱分析实例模板
式中：W——测定时所取样品溶液中氟含量，μg； W0——空白滤筒氟镉含量，μg； Vt——样品溶液总体积，mL； Va——测定时所取样品溶液体积，mL； Vnd——标准状态下的采样体积，L。
以上为气态氟或气、尘氟浓度。
实例３ 镉及其化合物
《空气和废气监测分析方法》编委会 编 《空气和废气监测分析方法》 （第四版）
石油类中所含的芳烃类虽较烷烃类少，但其毒 性要大得多。
（二）红外分光光度法（A）
方法原理
用四氯化碳萃取水中的油类物质，测定总萃取物。然 后将萃取液用硅酸镁吸附，去除动、植物油等极性物质后， 测定石油类。
总萃取物和石油类的含量均由波数分别为2930cm-1
（CH2基团中C－H键的伸缩振动）、2960cm-1（CH3基团 中C－H键的伸缩振动）和3030cm-1（芳香环中C－H键的
稳定的红色络合物，于波长532nm处有最大吸 光度。
采气体积2m3，定容体积25.0mL，运用光程 10mm比色皿，本方法的检出浓度为1.0×104mg/m3。
仪器
玻璃漏斗Φ2.5cm。 中流量采样器。 烟尘采样器。 过滤乙烯滤膜，玻璃纤维滤膜。 玻璃纤维滤筒。
计算
镉C （ ,m d/m g3 ） (WW 0)St Vnd 100Sa0
伸缩振动）谱带处的吸光度A2930、A2960和A3030进行计算。 动、植物油的含量为总萃取物与石油类含量之差。
干扰及消退
本方法不受油品的影响。
方法的适用范围
本方法适用于地表水、地下水、生活污水和工 业废水中石油类和动、植物油的测定。
样品体积为500mL，运用光程为4cm的比色
皿时，方法的检出限为0.1mg/L；样品体积为5L
式中：W——样品溶液中镉含量，μg； W0——空白溶液中镉含量，μg； St——样品滤膜总面积，cm2； Sa——测定时所取滤膜面积，cm2； Vnd——标准状态下的采样体积，m3。
以上为气态氟或气、尘氟浓度。
实例３ 镉及其化合物
《空气和废气监测分析方法》编委会 编 《空气和废气监测分析方法》 （第四版）
石油类中所含的芳烃类虽较烷烃类少，但其毒 性要大得多。
（二）红外分光光度法（A）
方法原理
用四氯化碳萃取水中的油类物质，测定总萃取物。然 后将萃取液用硅酸镁吸附，去除动、植物油等极性物质后， 测定石油类。
总萃取物和石油类的含量均由波数分别为2930cm-1
（CH2基团中C－H键的伸缩振动）、2960cm-1（CH3基团 中C－H键的伸缩振动）和3030cm-1（芳香环中C－H键的
稳定的红色络合物，于波长532nm处有最大吸 光度。
采气体积2m3，定容体积25.0mL，运用光程 10mm比色皿，本方法的检出浓度为1.0×104mg/m3。
仪器
玻璃漏斗Φ2.5cm。 中流量采样器。 烟尘采样器。 过滤乙烯滤膜，玻璃纤维滤膜。 玻璃纤维滤筒。
计算
镉C （ ,m d/m g3 ） (WW 0)St Vnd 100Sa0
伸缩振动）谱带处的吸光度A2930、A2960和A3030进行计算。 动、植物油的含量为总萃取物与石油类含量之差。
干扰及消退
本方法不受油品的影响。
方法的适用范围
本方法适用于地表水、地下水、生活污水和工 业废水中石油类和动、植物油的测定。
样品体积为500mL，运用光程为4cm的比色
皿时，方法的检出限为0.1mg/L；样品体积为5L
式中：W——样品溶液中镉含量，μg； W0——空白溶液中镉含量，μg； St——样品滤膜总面积，cm2； Sa——测定时所取滤膜面积，cm2； Vnd——标准状态下的采样体积，m3。
仪器分析-第十四章分子发光光谱法
（a）蒽和萘的三维荧光光谱图 （b）8-羟基苯芘的等强度光谱图
荧光光谱的特征
斯托克斯（Stokes）位移：在溶液中，荧光发射波长总
是比其相应的吸收（激发）光谱的波长长，该现象是1852年 由Stokes发现，因此称为Stokes位移。这种位移反映了荧光 激发与发射间产生的能量损失（来源于振动驰豫和溶剂的分 子的驰豫作用）。
这是由于荧光分子无论被激发到哪一个激发态，处于激 发态的分子经振动驰豫即内转换等过程最终回到第一激发态 的最低振动能级上，而分子荧光的发射总是从该能级跃迁到 基态的各振动能级上，因此其形状与激发波长无关。
反映在光谱图上就是具有一个吸收带和两个吸收带的不 同物质，一般都发射一个荧光谱带（个别例外）。
影响荧光强度的因素
磷光分析仪
测定磷光的仪器与荧光仪器基本相同。但为了在低温 下测定，样品试液的石英管必须放在盛液氮的杜瓦瓶中。
因为发磷光的物
质常常发荧光，
为了将二者分开，
需一个附加的机 械切光器，构成
来自激发 单色器
磷光计。
试样管 盛液氮的杜瓦瓶
至发射单色器
磷光分子常用溶剂为按5：5：2比例混合的二乙 醚：异戊烷：乙醇的化合物，称为EPA混合溶剂， 在液氮温度时，成为透明的刚性玻璃体。
拉曼散射光－和瑞利散射有关的另一种形式的散射光。它
是由分子吸收了频率较低的光上升到基态中较高的振动能级 后，返回到稍高于或稍低于原来的能级时发射的光，其波长 较激发光波长稍长或者稍短。一般说来，拉曼散射光比瑞利 散射光弱。
荧
硫酸奎宁水溶液 光
45
在320nm光激发 下荧光光谱中的
强 度
36 3Байду номын сангаас0
并四苯的激 发光谱和发 射光谱（a）
分子光谱分析实例分析共97页文档
分子光谱分析实例分析
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
分子荧光光谱法320案例
③ 具有最低的单重激发态S1为π*→π型；
④ 取代基团为给电子取代基。
① 共轭效应
产生荧光的有机物质，都含有共轭双键体系，通常>1个苯环。共 轭体系越大，离域大π键的电子越容易激发，荧光与磷光越容易产生。
化合物
苯萘
F
0.11
λexmax(nm) 205
λ max em
(nm)
278
0.29 286 321
Ki 非辐射跃迁的速率常数，主要取决化学环境，同时也与物质的
分子结构有关。
使kF增大而使其他失活过程（系间窜越、外转换、内
转换）的速率常数Ki 减小都可使荧光增强。
大多数荧光物质的量子产率在0.1～1之间；φf>0.1 具有分析应用价值。
例如：0.05mol/L的硫酸喹啉，F=0.55； 荧光素, F=1
例如苯胺在pH7-12溶液中会发生蓝色荧光，在 pH小于2或大于13的溶液中都不发生荧光。
3. 温度和黏度
温度影响非常大。温度降低会使荧光强度 增大；磷光影响更大。
如荧光素的乙醇溶液在0℃以下每降低10℃，荧 光效率增加3%，冷至-80℃时，荧光效率为100%。
4. 有序介质的影响
表面活性剂或环糊精属于有序介质，对分子的发 光特性有着显著的影响。
辐射跃迁:
荧光Fluorescence： 受光激发的分子从S1的最低振动能级回到基态S0 所发出的辐射。寿命10-8 ~10-10s，是相同多重态之间的 跃迁，跃迁几率、速度较大，速率常数kf为106~109s-1。 磷光Phosphorescence： 从T1态的最低振动能级回到基态S0所发出的辐射。 由于磷光的产生伴随自旋多重态的改变，辐射几率、 速度远小于荧光，寿命长（10-4 ~10s）, 能量更低！
④ 取代基团为给电子取代基。
① 共轭效应
产生荧光的有机物质，都含有共轭双键体系，通常>1个苯环。共 轭体系越大，离域大π键的电子越容易激发，荧光与磷光越容易产生。
化合物
苯萘
F
0.11
λexmax(nm) 205
λ max em
(nm)
278
0.29 286 321
Ki 非辐射跃迁的速率常数，主要取决化学环境，同时也与物质的
分子结构有关。
使kF增大而使其他失活过程（系间窜越、外转换、内
转换）的速率常数Ki 减小都可使荧光增强。
大多数荧光物质的量子产率在0.1～1之间；φf>0.1 具有分析应用价值。
例如：0.05mol/L的硫酸喹啉，F=0.55； 荧光素, F=1
例如苯胺在pH7-12溶液中会发生蓝色荧光，在 pH小于2或大于13的溶液中都不发生荧光。
3. 温度和黏度
温度影响非常大。温度降低会使荧光强度 增大；磷光影响更大。
如荧光素的乙醇溶液在0℃以下每降低10℃，荧 光效率增加3%，冷至-80℃时，荧光效率为100%。
4. 有序介质的影响
表面活性剂或环糊精属于有序介质，对分子的发 光特性有着显著的影响。
辐射跃迁:
荧光Fluorescence： 受光激发的分子从S1的最低振动能级回到基态S0 所发出的辐射。寿命10-8 ~10-10s，是相同多重态之间的 跃迁，跃迁几率、速度较大，速率常数kf为106~109s-1。 磷光Phosphorescence： 从T1态的最低振动能级回到基态S0所发出的辐射。 由于磷光的产生伴随自旋多重态的改变，辐射几率、 速度远小于荧光，寿命长（10-4 ~10s）, 能量更低！
分子荧光光谱.
化合物 C6H5OH C6H5O— C6H5NH2 C6H5NH3 +
相对荧光强度 18 0 20 0
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，磷
核壳荧光纳米颗粒与活细胞的生物亲和性研究
a
b
HNE1细胞与二氧化硅壳荧光纳米颗粒的生物亲和性，连续培养 10天，细胞传代四次。（a）没有吞噬纳米颗粒的细胞；（b）吞噬 纳米颗粒的细胞。
A 单个细菌的检测
O157:H7大肠杆菌的成像 (A)被识别的O157:H7大肠杆菌的SEM成像。 (B)被识别的O157:H7大肠杆菌的荧光成像。
OH HO
ON
N=N
石榴茜素R SO3Na
• 无机化合物的分析：
• 铍、铝、硼、镓、硒、镁、稀土常采用荧光分析法； • 氟、硫、铁、银、钴、镍采用荧光熄灭法测定； • 铜、铍、铁、钴、锇及过氧化氢采用催化荧光法测定； • 铬、铌、铀、碲采用低温荧光法测定； • 铈、铕、锑、钒、铀采用固体荧光法测定。
。荧光物质受到一个极短时间的脉冲光激发后，荧光 强度从激发态到基态的变化，可用指数衰减定律表示：
Ft=F0e-Kt。
• F0、Ft ：开始时和t时的荧光强度，K为衰减常数。
5.荧光强度
荧光产率()：又称为荧光量子产率、荧光效率。
荧光产率
发射荧光的光子数 吸收激发光的光子数
椐据Beer-Lambert定律可以推得荧光强度F：
光增强。
溶解氧
• 往往使荧光强度降低。
四．荧光光谱技术分析与应用
分子荧光光谱法实验报告范文
分子荧光光谱法实验报告范文Model report of molecular fluorescence spectrometry编订：JinTai College分子荧光光谱法实验报告范文小泰温馨提示：实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报。
本文档根据实验报告内容要求展开说明，具有实践指导意义，便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。
一、实验目的1.掌握荧光光度计的基本原理及使用。
2.了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用。
3.掌握分子荧光光度计分析物质的特征荧光光谱：激发光谱、发射光谱的测定方法。
4.了解影响荧光产生的几个主要因素。
5.学会运用分子荧光光谱法对物质进行定性和定量分析。
二、实验原理原子外层电子吸收光子后，由基态跃迁到激发态，再回到较低能级或者基态时，发射出一定波长的辐射，称为原子荧光。
对于分子的能级激发态称为分子荧光，平时所说的荧光指分子荧光。
具有不饱和基团的基态分子经光照射后，价电子跃迁产生荧光，是当电子从第一激发单重态S1的最低振动能级回到基态S0各振动能级所产生的光辐射。
（1）激发光谱是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）变化的曲线。
横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。
激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。
即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。
荧光为光致发光，合适的激发光波长需根据激发光谱确定——激发光谱是在固定荧光波长下，测量荧光体的荧光强度随激发波长变化的光谱。
获得方法：先把第二单色器的波长固定，使测定的λem不变，改变第一单色器波长，让不同波长的光照在荧光物质上，测定它的荧光强度，以I为纵坐标，λex为横坐标所得图谱即荧光物质的激发光谱，从曲线上找出λex，，实际上选波长较长的高波长峰。
（2）发射光谱是指发光的能量按波长或频率的分布。
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)。
Many materials emits fluorescence
Liquids, solids, gas
Organic compounds
aromatic hydrocarbons (anthracene, perylene,naphthalene…), fluorescein, rhodamines, aminoacids(tryptophan, tyrosine…), etc.
Quinine Solution
1852年，Stokes在用分光光度计考察奎宁和叶绿素的荧 光时，观察到其荧光波长比入射光波长稍长些，判断这种现 象是物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，从而导入了 荧光是光发射的概念，他还由发荧光的矿石“萤石” 而提出 “荧光”这一术语。
George Gabriel Stokes （1819-1903）
荧光灯管-电激发发光
3-Br-Carbazole 磷光
荧光棒-化学反应发光
水母-生物发光
8.1.1 分子发光的类型
按激发的模式分类： 分子发光
光致发光Photoluminescence 化学发光/生物发光 热致发光 场致发光 摩擦发光
按分子激发态的类型分类：分子发光
荧光 磷光
瞬时荧光 迟滞荧光
按光子能量分类：荧光
第八章 分子发光分析法
Molecular luminescence spectroscopy
概论 分子荧光和磷光光谱分析法 化学发光分析法
8.1 概论
❖1575年西班牙内科医生和植物学家N.Monardes，提到贮 存在由菲律宾紫檀木“Lignum Nephriticum”制成的杯中 的水，呈现了极为可爱的天蓝色。
First observed from quinine by Sir John Frederick William Herschel in 1845, blue fluorescence @450nm.
Yellow glass of wine Em filter > 400nm
Blue glass Filter <400nm
M=2S+1 3
单重态: 所有电子自旋都配对的分子的电子状态。大多数有机
物分子的基态是单重态。当基态一对电子中的一个被激发 到较高能级，其自旋方向没有改变，分子仍处于单重态。 三重态:
有两个电子的自旋不配对而平行的状态。激发三重态 能量较激发单重态低。
激发态分子的失活: 激发态分子不稳定，要以辐射或无辐 射跃迁的方式回到基态。
无辐射跃迁过程：
☆振动弛豫：激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级转 至较低振动能级的过程，其效率较高，10-14 ～ 10-12s内完成。 ☆内转换：电子在相同多重态的两个能级间，由高能级回到低 能级的过程。 ☆系间窜越：不同多重态间进行的跃迁, 激发态分子的电子自旋 发生倒转: S1→T1。在10-2～10-6s内完成。
F(P)
1
n
kF(P) ki
i1
KF（P）是荧光/磷光发射过程的速率常数 Ki 是非辐射跃迁的速率常数
2) 荧光(磷光)量子产率
物质分子发射荧光/磷光的能力用荧光(磷光)量子产率（Φ） 表示：
❖ 1858 E. Becquerel 第一次发现磷光。
❖ 1867年，Goppelsroder进行了荧光的首次应用分析，应 用铝—桑色素配合物的荧光进行铝的测定。
❖ 19世纪以前，荧光的观察是靠肉眼进行的，直到1928年， 才由Jette和West设计了第一台荧光计。
Fluorophore Samples
除极少数例外，通常在发生辐射跃迁之前便发 生了非辐射跃迁而回到S1态，不论开始处于哪个激 发S态，最后到达S1最低振动能级。所以荧光是来 自S1态的最低振动能级的辐射跃迁。
去吸 振活收动化驰演豫示
e
e
e
e
22:16:37
去内 产活转生化换荧演光示
e
S2
e
e
S1
S0
22:16:38
Phosphorescence
8.2 分子荧光和磷光光谱分析法
8.2.1 基本原理 1 荧光和磷光的产生
激发后分子的多重性可能改变( S/T两态).
1
n2S 1LJ
1
பைடு நூலகம்
2
2
1
1
2
2
1 2
1 2
Ground singlet state
Excited state
S=1 2 1 2 0
2S+1=1
S泡=利1 不2相 容1 原2理1
S2
S1
Ground State Electrons
Intersystem Crossing
T1
2. 荧光\磷光寿命及量子产率
发光寿命及量子产率是两个重要的参数. 1) 荧光(磷光)寿命
分子在激发态的平均时间或者说处于激发态的分子数目衰 减到原来的1/2所经历的时间。
处于S1(T1)电子态的荧光体平均寿命()可以表示为：
Inorganic compounds lanthanide ions (Eu3+, Tb3+), doped glasses (e.g. with Nd,
Mn, Ce , Sn, Cu, Ag), crystals (ZnS, CdS, ZnSe, GaS…), etc.
Organometallic compounds
辐射跃迁:
荧光Fluorescence： 受光激发的分子从S1的最低振动能级回到基态S0 所发出的辐射。寿命10-8 ~10-10s，是相同多重态之间的 跃迁，跃迁几率、速度较大，速率常数kf为106~109s-1。 磷光Phosphorescence： 从T1态的最低振动能级回到基态S0所发出的辐射。 由于磷光的产生伴随自旋多重态的改变，辐射几率、 速度远小于荧光，寿命长（10-4 ~10s）, 能量更低！
斯托克斯荧光(Stokes)： λex<λem
反斯托克斯荧光 (Antistokes) λex>λem
共振荧光(Resonance)：
λex=λem
8.1.2 分子发光分析法的特点
基于化合物的荧光/磷光测量而建立起来的分析方法称为分 子荧光/磷光光谱法。 ★灵敏度高, 比吸收光谱法低1~3个数量级； ★试样量小, 线性范围宽； ★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； ★应用范围不如吸收光谱法广; ★ 在传感器, 生物医药和环境科学等方面的研究具有优越性。
Liquids, solids, gas
Organic compounds
aromatic hydrocarbons (anthracene, perylene,naphthalene…), fluorescein, rhodamines, aminoacids(tryptophan, tyrosine…), etc.
Quinine Solution
1852年，Stokes在用分光光度计考察奎宁和叶绿素的荧 光时，观察到其荧光波长比入射光波长稍长些，判断这种现 象是物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，从而导入了 荧光是光发射的概念，他还由发荧光的矿石“萤石” 而提出 “荧光”这一术语。
George Gabriel Stokes （1819-1903）
荧光灯管-电激发发光
3-Br-Carbazole 磷光
荧光棒-化学反应发光
水母-生物发光
8.1.1 分子发光的类型
按激发的模式分类： 分子发光
光致发光Photoluminescence 化学发光/生物发光 热致发光 场致发光 摩擦发光
按分子激发态的类型分类：分子发光
荧光 磷光
瞬时荧光 迟滞荧光
按光子能量分类：荧光
第八章 分子发光分析法
Molecular luminescence spectroscopy
概论 分子荧光和磷光光谱分析法 化学发光分析法
8.1 概论
❖1575年西班牙内科医生和植物学家N.Monardes，提到贮 存在由菲律宾紫檀木“Lignum Nephriticum”制成的杯中 的水，呈现了极为可爱的天蓝色。
First observed from quinine by Sir John Frederick William Herschel in 1845, blue fluorescence @450nm.
Yellow glass of wine Em filter > 400nm
Blue glass Filter <400nm
M=2S+1 3
单重态: 所有电子自旋都配对的分子的电子状态。大多数有机
物分子的基态是单重态。当基态一对电子中的一个被激发 到较高能级，其自旋方向没有改变，分子仍处于单重态。 三重态:
有两个电子的自旋不配对而平行的状态。激发三重态 能量较激发单重态低。
激发态分子的失活: 激发态分子不稳定，要以辐射或无辐 射跃迁的方式回到基态。
无辐射跃迁过程：
☆振动弛豫：激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级转 至较低振动能级的过程，其效率较高，10-14 ～ 10-12s内完成。 ☆内转换：电子在相同多重态的两个能级间，由高能级回到低 能级的过程。 ☆系间窜越：不同多重态间进行的跃迁, 激发态分子的电子自旋 发生倒转: S1→T1。在10-2～10-6s内完成。
F(P)
1
n
kF(P) ki
i1
KF（P）是荧光/磷光发射过程的速率常数 Ki 是非辐射跃迁的速率常数
2) 荧光(磷光)量子产率
物质分子发射荧光/磷光的能力用荧光(磷光)量子产率（Φ） 表示：
❖ 1858 E. Becquerel 第一次发现磷光。
❖ 1867年，Goppelsroder进行了荧光的首次应用分析，应 用铝—桑色素配合物的荧光进行铝的测定。
❖ 19世纪以前，荧光的观察是靠肉眼进行的，直到1928年， 才由Jette和West设计了第一台荧光计。
Fluorophore Samples
除极少数例外，通常在发生辐射跃迁之前便发 生了非辐射跃迁而回到S1态，不论开始处于哪个激 发S态，最后到达S1最低振动能级。所以荧光是来 自S1态的最低振动能级的辐射跃迁。
去吸 振活收动化驰演豫示
e
e
e
e
22:16:37
去内 产活转生化换荧演光示
e
S2
e
e
S1
S0
22:16:38
Phosphorescence
8.2 分子荧光和磷光光谱分析法
8.2.1 基本原理 1 荧光和磷光的产生
激发后分子的多重性可能改变( S/T两态).
1
n2S 1LJ
1
பைடு நூலகம்
2
2
1
1
2
2
1 2
1 2
Ground singlet state
Excited state
S=1 2 1 2 0
2S+1=1
S泡=利1 不2相 容1 原2理1
S2
S1
Ground State Electrons
Intersystem Crossing
T1
2. 荧光\磷光寿命及量子产率
发光寿命及量子产率是两个重要的参数. 1) 荧光(磷光)寿命
分子在激发态的平均时间或者说处于激发态的分子数目衰 减到原来的1/2所经历的时间。
处于S1(T1)电子态的荧光体平均寿命()可以表示为：
Inorganic compounds lanthanide ions (Eu3+, Tb3+), doped glasses (e.g. with Nd,
Mn, Ce , Sn, Cu, Ag), crystals (ZnS, CdS, ZnSe, GaS…), etc.
Organometallic compounds
辐射跃迁:
荧光Fluorescence： 受光激发的分子从S1的最低振动能级回到基态S0 所发出的辐射。寿命10-8 ~10-10s，是相同多重态之间的 跃迁，跃迁几率、速度较大，速率常数kf为106~109s-1。 磷光Phosphorescence： 从T1态的最低振动能级回到基态S0所发出的辐射。 由于磷光的产生伴随自旋多重态的改变，辐射几率、 速度远小于荧光，寿命长（10-4 ~10s）, 能量更低！
斯托克斯荧光(Stokes)： λex<λem
反斯托克斯荧光 (Antistokes) λex>λem
共振荧光(Resonance)：
λex=λem
8.1.2 分子发光分析法的特点
基于化合物的荧光/磷光测量而建立起来的分析方法称为分 子荧光/磷光光谱法。 ★灵敏度高, 比吸收光谱法低1~3个数量级； ★试样量小, 线性范围宽； ★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； ★应用范围不如吸收光谱法广; ★ 在传感器, 生物医药和环境科学等方面的研究具有优越性。