仪器分析第5章 分子发光分析法PPT课件
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最新分子发光分析法
• （3）、 刚性平面结构—较稳定的平面结 构
（4）取代基效应
1）给电子取代剂加强荧光
• —HN2， — NHR ， —NR2， — OH， — OR ， — CN
• 产生 p →π共轭
化合物
λ
em max
(nm)
相对荧光强度
苯
278~31 0 10
苯酚
285~3 65 18
苯胺 苯基氰 苯甲醚
激发光谱和发射光谱的关系
• A . Stokes位移
• B .发射光谱的形状与激发波长无关
• C . 镜像规则
A.基态上的各振动能级分布与第一激 发态上的各振动能级分布类似。
• 激发：基态→第一激发态各振动能级，振动能 级越高，能级差越大，波长就越短。
• • 发射荧光：从第一激发态的最低振动能级→基
310~40 280~39 285~34
5
0
5
20
20
20
2）吸电子取代基减弱荧光、加强磷光
• 芳环上被F、Cl、Br、I 取代后，使系间窜跃 加强，磷光增强，荧光减弱。其荧光强度随卤 素原子量增加而减弱，磷光相应增强，这种效 应为重原子效应。 其原因是重原子的电子自旋和轨道运动间的相 互作用变大，原子核附近产生磁场，使单重态 向多重态系间跨越的几率增加。
(2)影响荧光强度的因素
• 溶剂的影响（增大溶剂的极性荧光增强） • 温度的影响 • 酸度的影响（芳香族化合物的官能团，金属与有
机试剂螯合）
• 内滤光和自吸收现象 • 散射光的影响
(3)溶液荧光的猝灭
荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子的相互作用
引起荧光强度降低或荧光强度不与浓度成线性关系
的现象称为荧光猝灭。
（4）取代基效应
1）给电子取代剂加强荧光
• —HN2， — NHR ， —NR2， — OH， — OR ， — CN
• 产生 p →π共轭
化合物
λ
em max
(nm)
相对荧光强度
苯
278~31 0 10
苯酚
285~3 65 18
苯胺 苯基氰 苯甲醚
激发光谱和发射光谱的关系
• A . Stokes位移
• B .发射光谱的形状与激发波长无关
• C . 镜像规则
A.基态上的各振动能级分布与第一激 发态上的各振动能级分布类似。
• 激发：基态→第一激发态各振动能级，振动能 级越高，能级差越大，波长就越短。
• • 发射荧光：从第一激发态的最低振动能级→基
310~40 280~39 285~34
5
0
5
20
20
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2）吸电子取代基减弱荧光、加强磷光
• 芳环上被F、Cl、Br、I 取代后，使系间窜跃 加强，磷光增强，荧光减弱。其荧光强度随卤 素原子量增加而减弱，磷光相应增强，这种效 应为重原子效应。 其原因是重原子的电子自旋和轨道运动间的相 互作用变大，原子核附近产生磁场，使单重态 向多重态系间跨越的几率增加。
(2)影响荧光强度的因素
• 溶剂的影响（增大溶剂的极性荧光增强） • 温度的影响 • 酸度的影响（芳香族化合物的官能团，金属与有
机试剂螯合）
• 内滤光和自吸收现象 • 散射光的影响
(3)溶液荧光的猝灭
荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子的相互作用
引起荧光强度降低或荧光强度不与浓度成线性关系
的现象称为荧光猝灭。
第五章 分子发光分析法PPT课件
菏泽学院化学与化工系
9
(二) 荧光效率及其影响因素 1. 荧光效率 发射荧光的分子数目与激发态分子总数的比值。
荧光效率（f）=
发荧光的分子数 激发态分子总数
也可以各种跃迁的速率常数表示
f
Kf K f Ki
式中：Kf为荧光发射过程的速率常数，∑Ki为非辐射跃迁的 速率常数之和。一般来说，Kf决定于物质的化学结构；∑Ki 主要决定于化学环境，同时也与化学结构相关，有分析应用
长；
‘ 2
>
2
>
1
；
磷光发射：电子由第一激发三重态的最低振动能级→基态（
T1 → S0跃迁）； 电子由S0进入T1的可能过程：（ S0 → T1禁阻跃迁）
S0 →激发→振动弛豫→内转移→系间跨越→振动弛豫→ T1 发光速度很慢： 10-4～100 s 。
光照停止后，可持续一段时间。
2020/10/31
的电子跃回第一激发单重态的最低振动能级。
外转换：激发分子与溶剂或其他分子之间产生相互作用而转
移能量的非辐射跃迁；外转换使荧光或磷光减弱或“猝灭”
。
系间跨越(intersystem conversion)：不同多重态,有重叠的转动
能级间的非辐射跃迁。改变电子自旋，禁阻跃迁，通过自旋
—轨道耦合进行。
2020/10/31
❖ 直到1852年，Stokes在考察奎宁和叶绿素的荧光时，用分光光度 计观察到其荧光的波长比入射光的波长稍微长些，才判断这种 现象是这些物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，而不是 由光的漫射作用所引起的，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”推演而提出“荧光”这一术语。
2020/10/31
分析化学-分子发光分析法
3. 流式细胞术（FCM） 对悬液中的单细胞或其他生物粒子,通过检测
标记的荧光信号，实现高速、逐一的细胞定量 分析和分选的技术。
§4 化学发光分析法
Chemiluminescence Analysis
基本原理 化学发光反应类型 化学发光测量仪器 化学发光分析法的应用
一、基本原理
化学发光是由于化学反应而导致的光发射。 发生于生命体系的化学发光称为生物发光。 生物发光均有酶（荧光素酶）参加。
最大化学发光强度与发光物质浓度成正 比： Icl max = Kc
化学发光的积分值与发光物质浓度成正 比： Icl = Kc
二、化学发光反应的类型
直接化学发光
A 十 B C＊ ， C＊ C 十 hν
间接（敏化）化学发光 A 十 B C＊ + D ， C＊+ F C 十 F＊
F＊ F 十 hν
三、New technique of fluorescence analysis
1. 激光荧光分析 F 与 I0 成正比，激光的强度大，可提高
荧光法的灵敏度。
2.时间分辨荧光分析
由于不同分子的荧光寿命不同，在激发 和检测之间延缓一段时间，使不同荧光寿命 的物质达到分别检测的目的。
时间分辨荧光免疫法 将稀土元素的螯合物标记抗体，与体液中 的抗原结合。当加入一种增效剂时，稀土 元素被释放出来，形成新的螯合物，能产生 长寿命的 荧光（10 ~1000 μs)。待样品中 蛋白质等物质所发荧光完全衰减后进行测定， 可有效消除背景干扰。 已用于测定甲胎蛋白、促性腺绒毛激素、 皮质醇等体内微量物质的测定。
2.化学发光免疫分析仪
化学发光免疫分析是将化学发光分析和 免疫分析相结合而建立的一种超微量分析 技术。兼具发光分析的高灵敏性和抗原抗 体反应的高特异性的特点。
第五章分子发光分析分解
S0 通过内转移及振动弛豫，均跃回到第一激发单重态
的最低振动能级。
l3
l1
l 2 l ?2
(二)荧光效率及其影响因素
1、荧光效率：又称荧光量子产率， 就是指激发
态分子发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光 的光子数之比，常用 ? f表示， ? f为0~1，即
发射的光量子数
发荧光的分子数
? f ? 吸收的光量子数 ? 激发态分子总数
单重态与三重态的区别
? 电子的自旋方向不同
? 三重态的能量稍低于单重 态
2.荧光的产生
电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时，通过辐射 跃迁(发光)和非辐射跃迁等方式失去能量；
传递途径
辐射跃迁
非辐射跃迁
荧光
磷光
系间窜越 内转移 外转移 振动弛豫
激发态 →基态：多种途径和方式 (见下页能级图 )；速度 最 快、激发态寿命最短的途径占优势；
内转换
振动弛豫
内转换
S2
系间窜越
S1
能 量
吸 收
发
射
外转换
荧
光
T1 T2
发
射
磷 光
振动弛豫
S0
l3
l1
l 2 l ?2
磷荧外光光转发发换射射：：：电激电子发子由由分第第子一一与激激溶发发剂三单重或重态其态的他的最最分低低子振振之动动间能能产级级→生→基基态
态（相（T互1多→作为S用0S跃而1→迁转S）内0移跃转；换能迁）量，的发非射辐波射振长动跃为弛豫迁l ；‘2的荧内光转换； 10-7～ 1荧S发S02 光0-光9→的s速电激。外发度子发由转射很由→图波换慢SS振可长01使：进动见比荧入1弛，吸0T光-豫发41收～的→或射波1可0内荧磷长s能转光光。要过移的长减光程→能；弱照：系量停l（或间比‘止“S跨分2系0后>猝越→子间l，窜→吸灭2T可跃>1振收禁”l持动的阻1。续；弛能跃一豫量迁段→小）时，T间1
第5章仪器分析ppt分子发光分析法
一、荧光与磷光的产生过程
luminescence process of molecular fluorescence phosphorescence
从分子结构理论，讨论荧光及磷光的产生机理。
1. 分子能级与跃迁
分子能级比原子能级复杂； 在每个电子能级上，都存在振动、转动能级； 基态(S0)→激发态(S1、S2、激发态振动能级)：吸收特定频 率的辐射；量子化；跃迁一次到位； 激发态→基态：多种途径和方式(见能级图)；速度最快、 激发态寿命最短的途径占优势；
导致荧光猝灭的主要类型： ① 碰撞猝灭（主要类型之一）
碰撞猝灭是指处于激发单重态的荧光分子与猝灭剂分子 相碰撞，使激发单重态的荧光分子以无辐射跃迁的方式回到 基态，产生猝灭作用。
2024/8/7
② 静态猝灭（组成化合物的猝灭） 由于部分荧光物质分子与猝灭剂分子生
成非荧光的配合物而产生的。此过程往往还 会引起溶液吸收光谱的改变。 ③ 转入三重态的猝灭
3.药物分析和临床分析
见表
2024/8/7
2024/8/7
2024/8/7
分子发光分析法教学要求
• 掌握分子荧光、磷光的产生机理； • 掌握激发光谱和发射光谱特征。 • 掌握荧光与分子结构的关系以及溶液荧光（磷
光）强度的影响因素。 • 了解荧光（磷光）分析法的特点。 • 了解荧光（磷光）分析仪器的结构。
2024/8/7
五、荧光光谱仪
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；检测器与激发光方向成直角。 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：氙灯和高压汞灯， 染料激光器(可见紫外区) 检测器：光电倍增管等。
luminescence process of molecular fluorescence phosphorescence
从分子结构理论，讨论荧光及磷光的产生机理。
1. 分子能级与跃迁
分子能级比原子能级复杂； 在每个电子能级上，都存在振动、转动能级； 基态(S0)→激发态(S1、S2、激发态振动能级)：吸收特定频 率的辐射；量子化；跃迁一次到位； 激发态→基态：多种途径和方式(见能级图)；速度最快、 激发态寿命最短的途径占优势；
导致荧光猝灭的主要类型： ① 碰撞猝灭（主要类型之一）
碰撞猝灭是指处于激发单重态的荧光分子与猝灭剂分子 相碰撞，使激发单重态的荧光分子以无辐射跃迁的方式回到 基态，产生猝灭作用。
2024/8/7
② 静态猝灭（组成化合物的猝灭） 由于部分荧光物质分子与猝灭剂分子生
成非荧光的配合物而产生的。此过程往往还 会引起溶液吸收光谱的改变。 ③ 转入三重态的猝灭
3.药物分析和临床分析
见表
2024/8/7
2024/8/7
2024/8/7
分子发光分析法教学要求
• 掌握分子荧光、磷光的产生机理； • 掌握激发光谱和发射光谱特征。 • 掌握荧光与分子结构的关系以及溶液荧光（磷
光）强度的影响因素。 • 了解荧光（磷光）分析法的特点。 • 了解荧光（磷光）分析仪器的结构。
2024/8/7
五、荧光光谱仪
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；检测器与激发光方向成直角。 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：氙灯和高压汞灯， 染料激光器(可见紫外区) 检测器：光电倍增管等。
第五章分子发光分析法
1.激发光谱
固定发射波长(选最大发射波长),扫描激发波长，可获得 化合物发射的荧光(磷光)强度与激发波长的关系曲线。
通过激发光谱，选择最佳激发波长——发射荧光(磷光) 强度最大的激发光波长，常用λex表示。
2020/8/13
2.发射光谱
固定激发波
荧光发射光谱 荧光激发光谱
磷光光谱
长(选最大激发波
长),扫描发射波
一、荧光与磷光的产生过程
基态分子吸收能量(光能、化学能、电能或热能等) ，电 子由基态跃迁到激发态，当电子由激发态返回基态时发射电 磁辐射(即光)的形式释放能量，就称为“发光”。
M + 能量 →M* →M + 热量
→M + h ′
分子吸收了光能而被激发，跃迁回基态所发射的电磁辐 射，称为荧光和磷光。
荧光 延迟荧光 磷光
系间跨越 内转移 外转移 振动弛豫
激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大， 发光强度相对大； 荧光：10-7～10 -9 s, 第一激发单重态的最低振动能级→基态； 磷光：10-4～10 s, 第一激发三重态的最低振动能级→基态。
2020/8/13
内转换
振动弛豫 内转换
M + h → M* → M + h ′
荧光和磷光属于光致发光。
2020/8/13
1. 分子能级的状态
（１）、电子能级
单重态和三重态 ΔEe=419kJ/mol
（２）、同一电子能级内，具有不同的振动能级
同等条件下，Tn小于Sn
ΔEv=21kJ/mol
Sn or Tn
第n激发态
S2
第二激发单 重态
S0 基态 S0
S0→T1 禁阻跃迁； 通过其他途径(系间跨 越)；进入的几率小。 基态用S0表示 单重态用S１—Sn表示 三重态用T１—Tn表示
固定发射波长(选最大发射波长),扫描激发波长，可获得 化合物发射的荧光(磷光)强度与激发波长的关系曲线。
通过激发光谱，选择最佳激发波长——发射荧光(磷光) 强度最大的激发光波长，常用λex表示。
2020/8/13
2.发射光谱
固定激发波
荧光发射光谱 荧光激发光谱
磷光光谱
长(选最大激发波
长),扫描发射波
一、荧光与磷光的产生过程
基态分子吸收能量(光能、化学能、电能或热能等) ，电 子由基态跃迁到激发态，当电子由激发态返回基态时发射电 磁辐射(即光)的形式释放能量，就称为“发光”。
M + 能量 →M* →M + 热量
→M + h ′
分子吸收了光能而被激发，跃迁回基态所发射的电磁辐 射，称为荧光和磷光。
荧光 延迟荧光 磷光
系间跨越 内转移 外转移 振动弛豫
激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大， 发光强度相对大； 荧光：10-7～10 -9 s, 第一激发单重态的最低振动能级→基态； 磷光：10-4～10 s, 第一激发三重态的最低振动能级→基态。
2020/8/13
内转换
振动弛豫 内转换
M + h → M* → M + h ′
荧光和磷光属于光致发光。
2020/8/13
1. 分子能级的状态
（１）、电子能级
单重态和三重态 ΔEe=419kJ/mol
（２）、同一电子能级内，具有不同的振动能级
同等条件下，Tn小于Sn
ΔEv=21kJ/mol
Sn or Tn
第n激发态
S2
第二激发单 重态
S0 基态 S0
S0→T1 禁阻跃迁； 通过其他途径(系间跨 越)；进入的几率小。 基态用S0表示 单重态用S１—Sn表示 三重态用T１—Tn表示
《仪器分析》教案5-分子发光分析法
《仪器分析》教案5-分子发光分析法第一篇：《仪器分析》教案5- 分子发光分析法第8章分子发光分析法8．1教学建议一、从光谱定性分析和定量分析的依据和方法入手，在了解分子发光分析特点的基础上，介绍分子荧光与磷光光谱分析法的基本原理、仪器结构组成、常规测定方法及应用。
二、在比较分子荧光与磷光光谱分析法的基础上，介绍化学发光分析方法的基本原理及分析特点与应用。
8．2主要概念一、教学要求：（一）、掌握分子荧光与磷光光谱分析方法的基本原理；（二）、掌握荧光与磷光分析仪器的结构组成、常规测定方法及应用；（三）、掌握化学发光法的基本原理及应用；二、内容要点精讲第一节荧光分析法一、概述分子荧光分析法是根据物质的分子荧光光谱进行定性，以荧光强度进行定量的一种分析方法。
荧光分析的特点：灵敏度高：视不同物质，检测下限在0.1~0.001mg/mL之间。
可见比UV-Vis的灵敏度高得多。
选择性好：可同时用激发光谱和荧光发射光谱定性。
结构信息量多：包括物质激发光谱、发射光谱、光强、荧光量子效率、荧光寿命等。
应用不广泛：主要是因为能发荧光的物质不具普遍性、增强荧光的方法有限、外界环境对荧光量子效率影响大、干扰测量的因素较多。
二、基本原理1、分子荧光的产生处于分子基态单重态中的电子对，其自旋方向相反，当其中一个电子被激发时，通常跃迁至第一激发态单重态轨道上，也可能跃迁至能级更高的单重态上。
这种跃迁是符合光谱选律的，如果跃迁至第一激发三重态轨道上，则属于禁阻跃迁。
单重态与三重态的区别在于电子自旋方向不同，激发三重态具有较低能级。
在单重激发态中，两个电子平行自旋，单重态分子具有抗磁性，其激发态的平均寿命大约为10-8s;而三重态分子具有顺磁性，其激发态的平均寿命为10-4~1s以上(通常用S和T分别表示单重态和三重态)。
处于激发态的电子，通常以辐射跃迁方式或无辐射跃迁方式再回到基态。
辐射跃迁主要涉及到荧光、延迟荧光或磷光的发射；无辐射跃迁则是指以热的形式辐射其多余的能量，包括振动弛豫(VR)、内部转移(IR)、系间窜跃(IX)及外部转移(EC)等，各种跃迁方式发生的可能性及程度，与荧光物质本身的结构及激发时的物理和化学环境等因素有关。
分子发光分析法概况课件
分子发光分析法的优缺点
优点
高灵敏度
分子发光分析法通常具 有很高的灵敏度，能够 检测出低浓度的目标物
。
选择性
某些发光分子可以与目 标物发生特异性反应， 从而提高分析的选择性
。
操作简便
分子发光分析法通常操 作简单，所需仪器设备 相对简单，便于现场快
速检测。
缺点
背景干扰
发光分析法容易受到环 境背景光的影响，如日 光、荧光等，导致检测
01
02
研发能够延长发光分子寿命 的技术，以减少检测过程中
的误差和不确定性。
03
04
克服背景干扰
研究和发展能够有效排除背 景光干扰的技术和方法，以 提高检测的稳定性和准确性
。
拓展应用领域
进一步探索发光分析法在环 境监测、生物医药、食品安 全等领域的应用，以满足更
广泛的需求。
06 结论
总结分子发光分析法的概况与重要性
结果不稳定。
发光衰减
某些发光分子的发光强 度会随时间衰减，影响 检测的准确性和稳定性
。
成本较高
某些高灵敏度的发光分 子和仪器设备成本较高 ，限制了其在某些领域
的应用。
未来发展方向与挑战
提高灵敏度和选择性
延长发光寿命
进一步研发具有更高灵敏度 和选择性的发光分子，以满 足更低检测限和更高准确性
的需求。
新型的分子发光分析方法和技术不断 涌现，如荧光免疫分析、荧光偏振免 疫分析、时间分辨荧光免疫分析等。
02
分子发光分析法的基本原理
分子发光的过程与机制
01
分子发光是指分子吸收能量后，由基态跃迁至激发态，再由激 发态回到基态时释放光子的过程。
02
仪器分析分子发光课件
分子发光仪器分析的应用
环境监测
利用分子发光仪器分析技术检测水体、大气等环境中的有害物质，如 重金属离子、有机污染物等。
生物医学研究
利用分子发光仪器分析技术检测生物体内的生物分子、细胞等，如 DNA、蛋白质等，为疾病诊断和治疗提供依据。
食品安全检测
利用分子发光仪器分析技术检测食品中的有害物质，如农药残留、添 加剂等。
化学分析
利用分子发光仪器分析技术对化学物质进行定性和定量分析，如无机 物、有机物等。
04
分子发光仪器分析技术的前景
分子发光仪器分析技术的发展趋势
01
02
03
自动化与智能化
随着技术的进步，分子发 光仪器分析将更加自动化 和智能化，提高分析速度 和准确性。
高通量与高灵敏度
发展高通量和高灵敏度的 分子发光仪器，满足大规 模和复杂样品的分析需求 。
分子发光仪器分析的分类
荧光光谱法
利用荧光物质在特定波长光激发 下发出特定波长的荧光，通过对 荧光光谱的分析，实现对物质成
分和结构的分析。
化学发光法
某些化学反应能够释放出特定波长 的光子，通过对化学发光光谱的分 析，实现对物质成分和结构的分析 。
生物发光法
某些生物体能够发出特定波长的光 子，通过对生物发光光谱的分析， 实现对生物体成分和生理状态的分 析。
食品安全领域
用于食品成分分析、添加 剂检测以及农药残留检测 等，保障食品安全。
分子发光仪器分析技术的挑战与机遇
挑战
高灵敏度与特异性、复杂样品处 理、仪器小型化与便携化等。
机遇
随着新材料的发现、纳米技术的 应用以及跨学科的交叉融合，分 子发光仪器分析技术将迎来更广 阔的发展空间和应用前景。
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各种跃迁方式发生的可能性及程度，与荧光物质本 身的结构及激发时的物理和化学环境等因素有关。
12
（二）荧光效率及其影响因素
☺ 分子产生荧光必须具备两个条件:
① 分子必须具有与所照射的辐射频率相适应的结 构，才能吸收激发光； ② 吸收了与其本身特征频率相同的能量之后，必 须具有一定的荧光量子产率（即荧光效率）。
6
一、概述
第一节
荧光分析法
分子荧光分析法是根据物质的分子荧光光谱进 行定性，以荧光强度进行定量的一种分析方法。
荧光分析法的最大优点是灵敏度高，选择性也 比较好，检测限通常比分光光度法低2-4个数量级。 虽然应用不如分光光度法广泛，但在微量、痕量分 析及生命科学研究等中具有重要意义。
二、基本原理
分子能级=电子能级(Ee)+振动能级(Ev)+转动能级(Er)
在单重激发态中，两个电子自旋配对，单重态分 子具有抗磁性，其激发态的平均寿命大约为10-8s，而 三重态分子具有顺磁性，其激发态的平均寿命为10-4 ~ 1s以上（通常用S和T分别表示单重态和三重态）。
☺分子荧光、分子磷光是如何产生的？
振二动、弛基豫本:原是理指 在同一电子能级中，电子由高振动能 级转至低振动能（级一，）而分子将荧多光余的的产能生量以热的形式发 出。发生振动内弛转豫换 的时间为振1动0弛-12豫s数量内级转。换 内S2转化: 相同多重态的两个电子系态间之窜间跃的非辐射跃 迁。当两个电子能级非常靠近以至其振动能级有重 叠时，常发S生1 电子由高能级以无辐射跃迁方式转移 至能低能级。处于高激发单重态的电子，通过T内1 转T移2 及 能 体量振级系动。间弛 窜豫 跃吸， ：均指跃不回同发射到多第重一态激间外发的转换单无重辐态射的跃发射最迁低，振例动如 S1→T1就是收一种系间荧窜跃。通常，发生系磷间窜振跃动弛时豫， 电子由S1的较低振动光能级转移至T1的较高光振动能级处. 外转移:指激发分子与溶剂分子或其它溶质分子的相 S0互失作。l 用 这及 一能 现量 象l转 称移为“，l 熄使3 灭荧”光或或“磷l 3猝光灭强”度。减弱甚至9 消
（一）分子荧光的产生
处于分子基态单重态中的电子对，其自旋方向相反， 当其中一个电子被激发时，通常跃迁至第一激发态单重 态轨道上，也可能跃迁至能级更高的单重态上。这种跃 迁是符合光谱选律的，如果跃迁至第一激发三重态轨道 上，则属于禁阻跃迁。单重态与三重态的区别在于电子 自旋方向不同，激发三重态具有较低能级。
1、荧光效率
荧光效率也叫荧光量子产率或量子效率，它表示 物质发射荧光的能力，通常用下式表示
f = 发射荧光的分子数 / 激发态分子的总数
发射的光量子数
分子发光分析法
基态分子吸收了一定能量后，跃迁到激发 态，当激发态分子以辐射跃迁形式将其能量释 放返回基态时，便产生分子发光。依据激发的 模式不同，分子发光分为光致发光、热致发光、 场致发光和化学发光。光致发光按激发态的类
型不同又分为荧光和磷光两种。
本章主要讨论： 分子荧光(Molecular Fluorescence)、 分子磷光(Molecular Phosphorescence) 化学发光分析法(Chemiluminescence)
3-10s内完成。
S1
T1
吸光l2
荧光
荧光l3 磷光l´3
磷光
在光照停止后，仍可持续一段时间。
电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时， 通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量；
传递途径
辐射跃迁
无辐射跃迁
荧光
磷光 系间跨越 内转移 外转移 振动弛豫
☺荧光：10-7～10-9s, 第一激发单重态的最低振动能级→基态； ☺磷光：10-4～10s, 第一激发三重态的最低振动能级→基态；
S1
S2
T1
S0 吸光l1
吸光l2 荧光l3
荧光能级图
磷光发射
处于第一激发单重
S2
态最低振动能层的电子，
经体系间窜跃跃迁到第
一激发三重态，并经振
动弛豫至最低振动能层，
然后跃迁回到基态各振
动能级,发射波长为l´3的 磷光。磷光波长l´3＞荧
S0
吸光l1
光波长λ3＞激发波长λ1
或λ2。磷光的产生在10-
荧光： 16世纪：在矿物和植物提取液中发现荧光； 1575年：Monardes—植物愈创木切片黄色水溶液—天兰色荧光； 1852年：Stokes阐明荧光发射机制（分光计观测奎宁和叶绿素的 荧光，发现波长稍长于入射光的波长——认识到荧光为“重新发
光”而不是漫射光； 1905年：Wood发现气体分子的共振荧光； 1926年:Gaviola直接测定了荧光寿命； 1923年：荧光X射线光谱； 1964年：原子荧光光谱分析的建立； 1965年：荧光分析在生物分析中广泛应用；
磷光： 15世纪被发现（重晶石在强烈阳光下的发光） 1944年：Lewis提出磷光用于分析的可能性； 1957年：Keirs将磷光分析用于定量分析及多组份混合物分析； 1963年：广泛用于血液及尿液中痕量药物及农药残留量分析；
第一节 荧光分析法 一、概述 二、基本原理 三、荧光分析仪器 四、荧光分析法的应用
荧光发射: 处于第一激发
单重态最低振动能级中的
电子跃回至基态各振动能
级时，将得到最大波长为 λ3的荧光。注意:激发态 中存在振动驰豫和内转化
跃迁。很明显，荧光的光
子能量比其分子受激发所
吸收的光子能量低，因此 荧光波长λ3>激发波长λ2 或λ1，而且不论电子开始 被激发至什么高能级，最 终将只发射出波长为λ3的 荧光。荧光的产生在10-610-9s内完成。
第五章 分子发光分析法
Molecular Luminescence
第一节 第二节 第三节
荧光分析法 磷光分析法 化学发光分析
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总体概述
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教学目标与要求：掌握分子发光分析法（荧光分析 法、磷光分析法）的基本原理，熟悉荧光分析仪器、 磷光分析仪器的结构原理。 教学重点：分子发光（分子荧光、分子磷光）分析 法的基本原理。 教学难点:理解振动弛豫、内转化、体系间窜跃的意 义，并能正确地区别三者之间的差别。 教学方法：讲解、练习