荧光分光光度法
荧光分光光度法的名词解释
荧光分光光度法的名词解释荧光分光光度法是一种常用于分析化学领域的光谱分析技术。
它主要利用物质在受到紫外光激发后吸收能量并发射出可见光的特性进行定量和定性分析。
一、荧光现象解析1. 光激发与光发射在荧光分光光度法中，样品通常处于低能量状态，并能吸收特定波长的紫外光。
当样品受到紫外光激发后，部分激发态的分子会跃迁至高能量的激发态。
而在分子返回低能量态的过程中，会发射出比激发态能级较低的可见光，形成荧光现象。
这可用于分析样品的组成、浓度、结构及化学性质等。
2. 荧光寿命荧光寿命是指物质从受到激发到光发射结束所经过的时间。
荧光分光光度法可通过测量样品中发射的荧光光强随时间的变化，计算出荧光寿命。
荧光寿命与物质的环境、浓度、分子结构等因素有关，因此可以用来定量分析。
二、荧光分光光度法的原理1. 荧光光谱分析荧光分光光度法通过测量样品的荧光光谱来分析物质的成分和性质。
利用荧光光谱可以确定荧光发射的波长范围，并对不同波长处的发射强度进行测量。
这些荧光光谱图可以用来确定物质的定性和定量分析。
2. 荧光光度法荧光光度法利用荧光光度计测量样品的荧光强度和荧光寿命。
荧光光度计通常包含紫外-可见光源、光栅或单色仪、荧光探测器等。
样品受到激发后发射的荧光光通过光栅或单色仪进行分光，然后荧光探测器测量各个波长处的荧光强度。
这种光度计可提供高灵敏度和准确的荧光测量结果。
三、荧光分光光度法的应用1. 化学分析荧光分光光度法广泛应用于化学分析领域。
它可以通过测量荧光光谱和荧光强度，实现对物质浓度的定量测定，如荧光显微分析、荧光光谱分析、化学发光等。
此外，荧光分光光度法还可用于监测环境中的有毒物质和污染物。
2. 生物医学研究荧光分光光度法在生物医学研究中也具有重要应用。
例如，可以利用荧光探针与特定的生物分子结合，实现对DNA、RNA、蛋白质等生物分子的定性和定量分析。
此外，荧光分光光度法在药物研究、生物标记物探测、细胞成像等方面也发挥重要作用。
荧光分光光度法
在生物、医药、环境和石油工业等诸多 领域，荧光分析法都有广泛的应用。不仅能 直接或间接地分析众多的有机化合物，而且 还能利用与有机试剂间的反应进行许多无机 元素的测定。
整理课件
随着科技的发展进步，荧光这种光致发 光（photoluminescence）的本质被进一步揭 开。
❖ 物质除了受紫外-可见光照射后会发出紫外 和可见（UV-Vis）荧光之外，受其它各种不 同波长光的照射之后，同样也有发光现象。 例如：X-荧光、红外荧光等。
整理课件
a. 直接比较法
设CX、CS分别为试样和标样溶液的浓度， FX、FS和FX0、FS0分别为试样、标样的荧光 值和试样、标样的本底荧光值，因为
FX - FX0=KCX、 FS - FS0=KCS, 所以： Cx/Cs=( FX - FX0)/( FS - FS0) 或
Cx =Cs( FX - FX0)/( FS - FS0) 直接比较法简单快速，它要求被测样品 浓度与其相应的荧光值必须处于线性范围内。
光光谱外，大多数无机盐类金属离子，在溶 液中只能发生无辐射跃迁，因而不能产生荧 光。
但是，在某些情况下，金属螯合物却能 产生很强的荧光，并可用于痕量金属离子的 测定。
整理课件
不少有机化合物虽然具有共轭双键，但 由于不是刚性结构，分子处于非同一平面， 因而不发生荧光。
若这些有机化合物和金属离子形成螯合 物后，伴随着分子的刚性增强，平面结构增 大，常会发出荧光。
整理课件
3.3 荧光分析的方法及影响因素 1. 荧光参数 （1）激发光谱和发射光谱
荧光的激发光谱和发射光谱是用荧光 法进行物质的定性、定量分析的基本参数 和依据。
整理课件
a. 激发光谱：选择并固定发射波长EM和狭 缝宽度S，让激发单色器进行波长扫描，记 录荧光强度（F）随激发波长的变化而变化 的关系曲线，叫激发光谱。
6. 荧光分光光度法
芴 φ= 1.0 C H 2
3,4-苯并芘
( 强荧光物质)
刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶
剂的相互作用，故具有很强的荧光。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。
取代基之间若发生氢键，增强分子平面性和 刚性会加强荧光:
COOH COOH
水杨酸
O C OH OH
OH OH
荧光灵敏 度（最大 吸收波长） 0.066
喹啉硫酸氢盐 (0.05mol· L-1H2SO4) 罗丹明B （酒精） 荧光素 （0.1mol· L-1NaOH 四 溴 荧 光 素 （0.1mol· L-1NaOH
544
571
0.17
0.88
490
515
0.20
1.0
518
540
0.18
0.19
硫堇 (0.05mol· L-1H2SO4)
芳香族化合物。共轭双键结构有利于发光。 共轭体系越大,越易产生荧光,荧光效率也增大.
─(CH=CH)2─
φ=0.28
─(CH=CH)3─
φ=0.68
（3） 刚性平面结构
-O O -O O C O
C
COO-
COO-
酚酞(无荧光)
荧光素
O
N Mg N O
N O-
8－羟基喹啉(弱荧光)
红色荧光
联二苯 φ= 0.2
仪 器 光 路 图
15:41:25
• 激发光源 要求发射强度大,波长范围宽,而且在整个 波长范围内强度一致.常用高压汞灯和氙弧 灯. • 滤光片和分光器 干涉滤光片;分光器多采用光栅 • 样品室 样品室由样品池及样品转换器组成.其中 样品池用石英或低荧光的玻璃材料.
第八章 荧光分光光度法与检测技术
第八章 荧光分析法检测技术与应用
2. 用荧光分析法测定食品中维生素B2的含量：称取2.00g食品，用 10.0ml氯仿萃取（萃取率100%），取上清液2.00ml，再用氯仿稀释 为10.0ml。维生素B2氯仿标准溶液浓度为0.100µg/ml。测得空白溶液、 标准溶液和样品溶液的荧光强度分别为：F0=1.5，Fs=69.5，Fx=61.5， 求该食品中维生素B2的含量（μg/g）。
32
第八章 荧光分析法检测技术与应用
5. 下列叙述中，错误的是（ ）。 A、荧光分析的待测物应含有大π键 B、紫外分光光度法待测物应含有π键 C、质谱法待测物应含离子 D、气象色谱分析物的沸点应较低 6. 下列因素会导致荧光效率下降的有（ ）。 A、激发光强度下降 B、溶剂极性变小 C、温度下降 D、溶剂中含有卤素离子
能产生荧光的物质进行定性分析的依据。实验证明，
在稀溶液中，荧光强度与荧光物质的浓度成正比，这 是荧光分光光度法对荧光物质进行定量分析的依据。
19
第二节 荧光定量分析
一、荧光强度与物质浓度的关系
当溶液中荧光物质的浓度为c，液层厚度为（吸收 池内径）L时，由于荧光强度F正比于被荧光物质吸
收光的强度：F∝（I0 – I），用线性方程表示为：
➢ 最强荧光波长λem和最强激发波长λex是物质的定性 依据，也是定量测定时的最适宜波长。
➢强荧光物质的分子结构体征：一、具有长共轭结构， 如芳香环、稠环或杂环；二、刚性和共平面性。
➢ 影响荧光强度的主要因素是分子结构与外界条件。
18
第二节 荧光定量分析
第二节 荧光定量分析
由于荧光物质的结构不同，其吸收光的波长不同， 发射出荧光的波长也不同，这就是荧光分光光度法对
荧光分光光度法
∴随T变大碰撞变多，无辐射去激活 的几率增大。Kc增大。 大量实验证实：大多数分子，随T升 高。Ф f会变小。
2）信息多: 激发分光光谱（信 息同于 UV）、发射光光谱的发 光强度、发光寿命、量子效率、 荧光偏振等多种信息 ,定性更好;
3）工作曲线的线性范围宽（定量 更准） 应用范围也广微量元素的 分析、医药、环境,石油工业等能 直接或间接分析众多的有机物
4）专一性强：许多物质的测定采 用间接法.
伯乐公司的Labeled DNA 的荧光标 记物 Labeling kits.
? 一般来说系内交换的几率愈 大小取决于：
? 最低能量受激单一态与三重 态的能量间隔愈小;
? 最低能量受激单一态的寿命 愈长 ,(即发射光子愈慢 ) 几 率愈大。
7）磷光 phosphorescence 受激三重态上的粒子回到单一态 基态的形式是被禁戒的 .但还是可 发生的 原因：寿命很长(10-3S)及Δ E小.
2.荧光分析法主要应用范围
1）生物技术的分析 ,免疫技术的分 析,如DNA、抗体、抗原等; 2）痕量元素的分析，如 70多种无 机元素； 3）间接测定众多的有机物，包括 药物。
荧光分析一般分为三种：
1.X射线荧光分析（X射线） 2.原子荧光分析（激光） 3.分子荧光分析（汞弧灯）
3.优势
1）灵敏度高：比 UV高2~~3个 数量级.
荧光分光光度法
Flourescence 一. 简介 :
二.荧光发光的原理 : 三.量子效率 :
四. 荧光发光光谱仪的构造： 五. 荧光的定量分析：
六. 荧光光度计的发展
简介
1.和UV异同点 2.荧光分析法主要
荧光分光光度法
荧光分光光度法荧光分光光度法测定维生素B6的含量荧光分光光度法测定维生素B6的含量荧光分光光度计是用于扫描液相荧光标记物所发出的荧光光谱的一种仪器。
其能提供包括激发光谱、发射光谱以及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等许多物理参数,从各个角度反映了分子的成键和结构情况。
通过对这些参数的测定, 不但可以做一般的定量分析, 而且还可以推断分子在各种环境下的构象变化, 从而阐明分子结构与功能之间的关系。
荧光分光光度计的激发波长扫描范围一般是190-650nm，发射波长扫描范围是200-800nm。
可用于液体、固体样品（如凝胶条）的光谱扫描。
荧光分光光度计的工作原理：物质荧光的产生是由在通常状况下处于基态的物质分子吸收激发光后变为激发态, 这些处于激发态的分子是不稳定的,在返回基态的过程中将一部分的能量又以光的形式放出，从而产生荧光．不同物质由于分子结构的不同,其激发态能级的分布具有各自不同的特征，这种特征反映在荧光上表现为各种物质都有其特征荧光激发和发射光谱；，因此可以用荧光激发和发射光谱的不同来定性地进行物质的鉴定。
在溶液中，当荧光物质的浓度较低时,其荧光强度与该物质的浓度通常有良好的正比关系,即IF=KC,利用这种关系可以进行荧光物质的定量分析,与紫外-可见分光光度法类似，荧光分析通常也采用标准曲线法进行。
荧光分光光度计基本结构：①光源：为高压汞蒸气灯或氙弧灯，后者能发射出强度较大的连续光谱，且在300nm～400nm 范围内强度几乎相等，故②激发单色器：置于光源和样品室之间的为激发单色器或第一单色器，筛选出特定的激发光谱。
③发射单色器：置于样品室和检测器之间的为发射单色器或第二单色器，常采用光栅为单色器。
筛选出特定的发射光谱。
④样品室：通常由石英池(液体样品用)或固体样品架(粉末或片状样品)组成。
测量液体时，光源与检测器成直角安排；测量固体时，光源与检测器成锐角安排。
⑤检测器：一般用光电管或光电倍增管作检测器。
荧光分光光度法
荧光效率（φf）=
2、分子结构与荧光的关系 A 长的共轭结构 例 激发光 荧光 205nm 278nm 286nm 321nm 0.29 356nm 404nm 0.36
荧光效率 0.11
B 分子的刚性和共平面性
荧光效率：0.2
1.0
C 取代基：给电子基团使荧光效率增大，如 -OH、-OCH3、-NH2等。
表面吸 光物质
F
问题（1）不同强度的光照射物质所产生 的荧光光谱形状是否相同？ （2）不同波长的光照射物质所产生的荧 光光谱是否相同？ 是否影响荧光强度? 单色器
I0
λex
I
表面吸 光物质
λem 单色器
检测器
3、激发光谱：荧光λex不变时，记录荧光 强度F与激发波长之间的关系。
单色器 F荧光的产生
（1）振动弛豫：同一电子能级电子从高的 振动能级到最低的振动能级。
电子能级
原因：分子碰撞 结果：热能，无辐射
振动能级
（2）内部能量的转移
产生原因：受激分子常由高电子能级以无辐射 （热）跃迁方式转移至低电子能级。
电子能级 振动能级
（3）荧光发射 无论分子处于哪一个激发单线态，通过内转换 及振动弛豫，均可返回到第一激发单线态最低 能级，然后以辐射的形式发射光量子而返回到 基态的任一能级。 第二激发态 第一激发态
散射光波长与荧光接近，对荧光强度测定 有干扰，使其读数增大。
荧 光 光 谱
散 射 光 谱
不同波长激发光下主要溶剂的拉曼光波长 溶剂 水 248 271 313 350 365 416 405 469 436 511
乙醇
环已烷 四氯化 碳 氯仿
267
267 — —
344
荧光分光光度法
问题（ ） 问题（1）不同强度的光照射物质所产生 的荧光光谱形状是否相同？ 的荧光光谱形状是否相同？ （2）不同波长的光照射物质所产生的荧 ） 光光谱是否相同？ 是否影响荧光强度? 光光谱是否相同？ 是否影响荧光强度 单色器 I0 λex λem 单色器 检测器 I
表面吸 光物质
3、激发光谱：荧光λex不变时，记录荧光 、激发光谱：荧光 不变时， 强度F与激发波长之间的关系 与激发波长之间的关系。 强度 与激发波长之间的关系。
定性、 ③TLC定性、定量 定性
§2 原理 一、分子荧光产生 1、分子的电子能级： 、分子的电子能级：
C = C −C = C
ψ4 π*
π*
ψ3 ψ2 ψ1
π
π
三线态与单线态比较： 三线态与单线态比较： UV 基态单线态 ① 单线态 ②三线态
激发态 E2<E1 ，ε2<ε1， ② 的寿命可达 秒，而①的 的寿命可达1秒 寿命为10 跃迁几率① 寿命为 -8，跃迁几率①是②的106倍。
三、荧光与分子结构的关系 荧光物质发生荧光的过程： 荧光物质发生荧光的过程： A 荧光物质对光的吸收 B通过无辐射跃迁，跃迁到第一电子激发态 通过无辐射跃迁， 通过无辐射跃迁 的最低振动能级。 的最低振动能级。 C 跃迁至基态各振动能级 D 各振动能级分子，通过无辐射跃迁回基 各振动能级分子， 态的最低振动能级。 态的最低振动能级。
引起荧光熄灭的形式： 引起荧光熄灭的形式： 碰撞熄灭： 碰撞熄灭：由于碰撞而损失能量 化学淬灭：荧光物与加入的物质发生反应， 化学淬灭：荧光物与加入的物质发生反应， 生成新的化合物。 生成新的化合物。 体系间跨越：单线态变成三线态。 体系间跨越：单线态变成三线态。 自熄灭现象：当荧光物质的浓度升高而产生。 自熄灭现象：当荧光物质的浓度升高而产生。
荧光分光光度法
第二节 分子荧光强度的影响因素
一、荧光与有机化合物的结构
1. 跃迁的类型 对于有机荧光物质: 对于有机荧光物质: n →π* εmax＜ 100 平均寿命10 平均寿命10-5~10-7sec π→π* εmax≥104 平均寿命10 平均寿命10-7~10-9sec kS → T小 π*→π 是有机化合物产生荧光的主要跃迁类型。 是有机化合物产生荧光的主要跃迁类型。 强荧光的有机化合物具备下特征: 强荧光的有机化合物具备下特征 具有大的共轭π键结构 键结构； ①具有大的共轭 键结构； 具有刚性的平面结构； ②具有刚性的平面结构； ③具有最低的单重电子激发态为S1为π * →π型； 具有最低的单重电子激发态为 型 取代基团为给电子取代基。 ④取代基团为给电子取代基。
4 3 2 1
S0
0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
λex =290nm (MAX)
λ
λem= 620nm(MAX) 620nm(MAX)
2. 三维荧光光谱 I F ∝f (λex 、λem) 固定发射波长、扫描激发波长 固定发射波长、
1−
It = 1 −T = 1 − e−2.303εbC I0
I0 − It = I0 ( 1− e−2.303εbC )
荧光强度（ 与相应的吸光分数成正比： 荧光强度（IF）与相应的吸光分数成正比：
IF =φ( I0 − It ) = φI0 ( 1− e−2.303εbC )
按照级数展开式： 按照级数展开式：
C. 激发光谱与发射 光谱的镜像关系
4 3 2 1
IF4800
4400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400
石油类的测定 荧光分光光度法
石油类的测定荧光分光光度法本文旨在介绍一种测定石油类的方法，即荧光分光光度法。
该方法主要涉及样品预处理、荧光化反应、萃取分离、分光光度计检测、数据分析与处理、结果表述与标准参考以及注意事项与安全防范措施等方面。
样品预处理在进行测定前，需要采集并处理样品。
首先，采集的样品应具有代表性，能够反映整体情况。
其次，样品需要经过过滤、脱水等处理，确保其中不存在杂质或水分。
此外，样品的保存和运输也需采取相应措施，避免污染或变质。
荧光化反应在进行荧光分光光度法时，需要将样品与荧光化试剂反应。
这种反应可使石油类物质更好地溶解，并使其具有荧光特性。
具体反应条件需根据实验要求进行调整，如温度、时间、试剂浓度等。
萃取分离反应后的样品需要用萃取液进行分离。
萃取液应选择对石油类物质具有良好溶解性的有机溶剂。
通过萃取操作，将石油类物质从反应液中分离出来，再对萃取液进行蒸馏，以去除其中残留的溶剂。
分光光度计检测将上述萃取液使用分光光度计进行分析和检测。
在可见光区域中，石油类物质会吸收特定波长的光线，从而产生特征光谱。
通过与标准参考进行比较，可以确定石油类的含量。
数据分析与处理收集到的数据需要进行整理和分析。
首先，需要计算石油类物质的含量，并将其转换为质量浓度。
然后，利用统计学方法对数据进行处理，如计算平均值、标准差等，以评估测定结果的准确性和可靠性。
结果表述与标准参考根据上述数据分析，需要将测定结果进行表述。
具体包括石油类物质的含量、平均值、标准差等。
同时，还需与相关标准参考进行比较，以评估测定结果的准确性。
在表述结果时，应使用清晰、简明的语言，使读者能够理解并判断测定结果的有效性。
注意事项与安全防范措施在实验过程中，需要注意以下事项：首先，实验人员需具备相关专业知识和技能，以便正确地完成实验操作。
其次，实验过程中需保持实验室整洁，避免样品和试剂受到污染。
最后，测定操作完成后，需要对实验场所进行清洁和整理，确保安全卫生。
另外，还需要采取以下安全防范措施：首先，实验人员需要了解各种危险品的使用和存放规范，避免误操作导致安全事故。
荧光分光光度法
荧光分光光度计的结构与操作
1 2 3
荧光分光光度计的结构
荧光分光光度计由光源、单色器、样品池、检测 器等部分组成，各部分协同工作完成荧光光谱的 测量。
荧光分光光度计的操作步骤
操作步骤包括样品准备、仪器调试、参数设置、 数据采集与分析等，操作时应严格按照仪器说明 书进行。
荧光分光光度计的维护与保养
为了保持仪器的性能和延长使用寿命，应定期对 仪器进行维护和保养，如清洁光学元件、检查电 路连接等。
荧光分光光度法
目录
CONTENTS
• 荧光分光光度法简介 • 荧光分光光度法的基本原理 • 荧光分光光度法的实验技术 • 荧光分光光度法的应用实例 • 荧光分光光度法的挑战与展望
01 荧光分光光度法简介
CHAPTER
定义与原理
定义
荧光分光光度法是一种基于荧光物质与激发光的相互作用， 通过测量荧光光谱来研究荧光物质性质的分析方法。
利用荧光染料标记DNA或RNA，通过 荧光光谱法检测基因表达和突变，以 及DNA和RNA的定量分析。
在环境监测领域的应用
污染物检测
荧光分光光度法可用于检测水体、土壤和空气中的有 害物质，如重金属、农药、酚类化合物等。
饮用水安全
通过荧光光谱法检测饮用水中的消毒副产物，确保饮 用水安全。
生态毒理学研究
荧光光谱的定量分析方法
荧光光谱的定量分析原理
荧光光谱的定量分析基于荧光物质浓度与荧 光强度之间的线性关系，通过测量荧光强度 可以推算出荧光物质的浓度。
荧光光谱的定量分析方法
定量分析方法包括标准曲线法、内标法、外标法等 ，应根据实验需求选择合适的分析方法。
荧光光谱的定量分析误差 来源
误差来源包括仪器误差、样品不均匀性、操 作误差等，应采取相应措施减小误差，提高 分析精度。
荧光分光光度法 (Fluorescence Spectrophotometry)
荧光分光光度法(Fluorescence Spectrophotometry)前言：•1852年，斯托克斯（Stokes）发现萤石在暗处受到光的照射会发出一种蓝白色的光，他把这种光命名为“荧光”。
•1868年Goppelstroeder发表了利用Al-桑色素绿色荧光来分析微量Al的分析方法，可见荧光分析是一种历史悠久的分析方法。
时至今日，荧光分析在方法上取得了极大的进展。
促进了诸如：时间分辨、相分辨、荧光偏振、荧光免疫、同步荧光等荧光分析新方法的发展，同时促使各种各样新型荧光分析仪器的出现。
在仪器化方面，微机控制的全自动荧光分析仪具有灵敏度高（比紫外-可见分光光度法高2~3个数量级）、选择性好、工作曲线线性范围宽，且能提供激发光谱、发射光谱、发光强度、发光寿命、量子产率、偏振和各向异性诸多信息等优点，已成为一种重要的痕量分析技术。
在生物、医学、医药、环境和石油工业等诸多领域，荧光分析法都有广泛的应用。
不仅能直接和间接地分析众多的有机化合物，而且利用与有机试剂间的反应还能进行许多无机元素的测定。
随着科技的发展进步，荧光这种光致发光（photoluminescence）的本质进一步被揭开：•物质除了受紫外-可见光照射后会发出紫外和可见（UV-Vis）荧光之外，受其它各种不同波长光的照射后，同样也有发光现象。
例如：X-荧光、红外荧光等。
•除了吸收光能使分子激发而发光，根据起始激发形成的方式，可以将荧光同其它的发光类型（例如：生物发光、热发光、化学发光和摩擦发光）区别开来。
•通过化学反应使分子受激而发光称为“化学发光”。
利用化学发光进行分析工作叫“化学发光分析”。
•化学发光分析、荧光分析和磷光分析统称为“分子发光分析(molecular luminescence)”。
•荧光和磷光同属光致发光。
通过测定发光的强度可以定量测定许多痕量的无机物和有机物。
•相对于磷光和化学发光而言，目前荧光法的应用较多。
本章主要讨论荧光分析。
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二、激发光谱与荧光光谱
1、荧光的检测
单色器
I0
I
λex
λem 单色器
表面吸 光物质
检测器
2. 荧光光谱（发射光谱）： 激发波长λex和强度一定时，测定荧光强度（F） 与荧光波长之间的关系。
单色器
I0
λex
I 表面吸
光物质
F
λem 单色器
其中以速度最快，激发态寿命最短的途径占 优势。
S2*
S1*
S0 (a)
a 吸收 b 振动弛豫
（b）
V4 V0VV1V2 3
c 内部能量转换 d 荧光 e 体系间跨越
(c)
f 磷光
（b）
V4
(e)
VV3V1 2 V0
V4VV2 3 V1
T1*
V0
V4 VVV123
(d)
(f)
V0
（7）荧光的产生
① 吸收光 基态—激发态 ② 振动弛豫，使电子回到第一电子激发 态最低振动能级 ③ 回到基态不同的振动能级 ④ 振动弛 豫
振动能级：物质分子中存在一系列电子能级， 而每个电子能级中又包含一系列的振动和转 动能级。
电子能级
振动能级 转动能级
2、荧光的产生
（1）振动弛豫：同一电子能级电子从高的 振动能级到最低的振动能级。
电子能级 原因：分子碰撞 结果：热能，无辐射
振动能级
（2）内部能量的转移
产生原因：受激分子常由高电子能级以无辐射 （热）跃迁方式转移至低电子能级。
电子能级
振动能级
（3）荧光发射 无论分子处于哪一个激发单线态，通过内转换 及振动弛豫，均可返回到第一激发单线态最低 能级，然后以辐射的形式发射光量子而返回到 基态的任一能级。
第二激发态
第一激发态
电子能级
振动能级
特点：荧光的能量小于激发光能量。 荧光发射所需时间为10-9~10-7s。
（4）外部能量的转移 激发态分子与溶剂分子及其它溶质分子之间相 互碰撞而失去能量，常以热能的形式放出。
四、影响荧光的外界因素
1、溶剂 A 溶剂的极性：极性越大， λem增大，荧光效率 也增强。通常选择极性溶剂。 B 粘度：粘度系数越大，有利于荧光效率的提 高。
2、温度 温度越高，碰撞机率大，效率减少。热淬灭
3、 pH值：酸度改变了弱酸弱碱的结构，从而 使其荧光效率受到影响。
OH NH+3
-
H+
NH2 OH-
例
激发光 205nm 荧光 278nm 荧光效率 0.11
286nm 321nm 0.29
356nm 404nm 0.36
B 分子的刚性和共平面性
荧光效率：0.2
1.0
C 取代基：给电子基团使荧光效率增大，如 -OH、-OCH3、-NH2等。
吸电子基团使荧光效率减少，如-COOH、NO2、-X。
中性基团对荧光效率影响不大。如-R、 NH3+等。
熄灭。
（6）磷光：经过体系间跨越的分子降至三线 态最低能级，跃迁至基态而发生的光。
过程： 吸光—单线态—弛豫—跨越—弛豫—基态—磷光
电子能级
振动能级
特点：（1）λ（磷光）>λ（荧光） （2）寿命10-4—10s （3）室温下溶液很少呈现磷光
处于激发态的分子回基态的途径： ①发射荧光 ②发射磷光 ③内部能量转换 ④ 外部能量转换
自熄灭现象：当荧光物质的浓度升高而产生。
荧光熄灭法：利用荧光强度的减小与荧光熄灭 剂的浓度呈线性关系来进行测定含量的方法。
F
C
5、散射光的影响 引起光的散射原因有：比色皿表面，溶液 内微粒，溶液内气泡。
第4章 荧光分析法
§1 概述
hν+ 吸收 发射
1、光致发光：
热、光
激发态电子回到低能级而伴随光的辐射
分类：
磷光
紫外线荧光
分子荧光 X-射线荧光
荧光
原子荧光
红外光荧光
激发光 源为紫 外光
2、荧光分光光度法：利用物质的荧光光谱 进行行定性定量分析方法 。
F（强度）、λ 荧光分光光度计：用来测量荧光强度的仪器。 3、特点：灵敏度更高 10-10-10-12g/ml，应用 不如UV广泛。
F
λem 单色器
检测器 λ
特征： （1）位移：λem>λex stokes 位移：说明在激发和发射之间存在一 定的能量损失。 产生原因：振动驰豫、内转换
第二激发态
第一激发态
电子能级
振动能级
（2）荧光光谱的形状与激发波长无关 （3）荧光光谱与激发光谱相似 （4）荧光强度与激发光波长有关
三、荧光与分子结构的关系 荧光物质发生荧光的过程：
检测器 λ
问题（1）不同强度的光照射物质所产生 的荧光光谱形状是否相同？
（2）不同波长的光照射物质所产生的荧 光光谱是否相同？ 是否影响荧光强度?
单色器
I0
I
λex
λem 单色器
表面吸 光物质
检测器
3、激发光谱：荧光λex不变时，记录荧光 强度F与激发波长之间的关系。
单色器
I0
λex
I 表面吸
光物质
Q* M Q M *
这种不同物质间的能量转移现象，叫荧光 淬灭（熄灭）。M叫荧光淬灭剂。 外部能量转换可降低荧光强度。
（5）体系间的跨越 激发态分子的电子发生自旋反转，而使其
多重性发生变化。激发单线态—激发三线态 发生条件：常需物质中含有重原子如Br、I等
电子能级 振动能级
分子由激发单线态跨越到三线态后，荧光强度减弱甚至
4、应用：①直接荧光光度法 ②作为HPLC的检测器（用的多）
③TLC定性、定量
§2 原理 一、分子荧光产生
1、分子的电子能级： C C C C
ψ4
π*
π* ψ3
π
ψ2
π
ψ1
三线态与单线态比较：
UV
基态单线态 ① 单线态 ②三线态 激发态
E2<E1 ，ε2<ε1， ② 的寿命可达1秒，而①的 寿命为10-8，跃迁几率①是②的106倍。
A 荧光物质对光的吸收 B通过无辐射跃迁，跃迁到第一电子激发态 的最低振动能级。
C 跃迁至基态各振动能级 D 各振动能级分子，通过无辐射跃迁回基 态的最低振动能级。
1、荧光物质的必要条件 A 强吸光结构，共轭π—π* B 高荧光效率。
发射荧光的光子数。 荧光效率（φf）= 吸收激发光的光子数
2、分子结构与荧光的关系 A 长的共轭结构
_ 7 ~ 12
pH 13
4、荧光熄灭剂：引起荧光熄灭的物质为荧 光熄灭剂。
荧光熄灭：是指荧光物质分子与溶剂分子或溶 质分子相互作用，引起荧光强度降低的现象。
引起荧光熄灭的形式：
碰撞熄灭：由于碰撞而损失能量 化学淬灭：荧光物与加入的物质发生反应， 生成新的化合物。 体系间跨越：单线态变成三线态。