最新7分子发光分析法

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3.荧光与分子结构的关系
3）. 取代基效应
（B）吸电子取代基减弱荧光、加强磷光
—C=0， — COOH ， —NO2，不 产生 p →π共轭
O
NO2
硝基苯：不产生荧光、弱磷光
二苯甲酮：弱荧光、强磷光 S1 →T1的系间窜跃产率接近1
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（C）取代基的位置
空间位阻对荧光发射的影响
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4.影响荧光强度的因素
② 电荷转移猝灭 发生氧化还原反应
M * F e 2 M F e 3
甲基蓝 分子
甲基蓝 离子
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4.影响荧光强度的因素
③转入三重态猝灭 含有减弱荧光的电子取代基，如
羧基、羰基、硝基、重氮化合物、重 原子，常发生S1→T1
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3. 荧光和磷光光谱的产生
（1）荧光：
S1或T1 发光 S0
无论开始电子被激发至什么高能级，它
都经过无辐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>激
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VR S2
IC VR
S1
VR：振动驰豫 IC：内部转换 ISC：系间窜跃
ISC T1
1）. 共轭效应：产生荧光的有机物质，都 含有共轭双键体系，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
蒽
F
0.11 0.29
λexmax(nm) 205 286
λemmax (nm) 278 321
0.46 365 400
丁省 0.60 390 480
戊省 0.52 580 640
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3.荧光与分子结构的关系
• 2）刚性平面结构 荧光物质的刚性和平面性增加，
有利于荧光发射。
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3.荧光与分子结构的关系
• 3）. 取代基效应 （A）给电子取代剂加强荧光
—HN2， — NHR ， —NR2， — OH — OR ， — CN，产生 p →π共轭
4.影响荧光强度的因素
• （2）温度、酸度和溶剂的影响 温度：低温下测定，提高灵敏度 酸度：大多数含有酸性或碱性基团的
芳香族化合物的荧光性质受溶液pH的 影响很大 溶剂：极性↑，λf↑ ， If ↑ • （3）表面活性剂的影响：增敏作用
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7-3 荧光分析仪器
• 一、基本装置及主要构件 光源、单色器、样品池、狭缝、
VR：振动驰豫 IC：内部转换 ISC：系间窜跃
ISC T1
S0 吸光
吸光
S0
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3. 荧光和磷光光谱的产生
（1）荧光：
S1或T1 发光 S0
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，10-9~10-6s，又叫快速荧光或瞬 时荧光，外部光源停止照射，荧光马上 猝灭
-O3S
H3C N CH3
H 3 C N CH 3 SO 3 -
F=0.75
F=0.03
立体异构体对荧光发射的影响
H C C H
反式二苯乙烯 强荧光物质
C
C
H
H
顺式二苯乙烯 非荧光物质
7-2
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3.荧光与分子结构的关系
4）跃迁的类型 π * →π π* → n
n →π* κmax＜ 100 平均寿命10-5~10-7 sec
光电倍增管、读出装置 • 二、荧光分光光度计
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二、荧光分光光度计
荧光分光光度计主机 结构
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4.影响荧光强度的因素
①自猝灭与自吸收 当荧光物质的浓度大于1g/L时，常发生
荧光的自猝灭(浓度猝灭) 自吸收： D* Dhv 由于f < 1，使荧
Dhv D* 光强度减弱或消失.
形成二聚体： 1D *D 1(D *D)
由于二聚体不发荧光，或发射荧光的 能量有改变，造成自猝灭现象。
7分子发光分析法
主要内容
• 7-1 概述 • 7-2 分子荧光分析法及其原理 • 7-3 荧光分析仪器 • 7-4 定量分析方法 • 7-5 化学发光分析法 • 7-6 分子发光分析法的应用
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VR S2
IC VR
S1
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激发光谱
固定em 荧光波长
I
ex
7-2
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二、分子荧光分析的基本原理 • 发射光谱(荧光光谱)：固定激发波长，
扫描发射波长
I
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2.荧光强度及其与浓度的关系
• （1）荧光量子产率Φf
Φf 吸 发 收 射 的 光 光 子 子 数 数
• （2）荧光强度与浓度的关系
If= K 'Φ fI0 (1 -e -A )= K C
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3.荧光与分子结构的关系
• 1） 共轭效应 • 2） 刚性平面结构 • 3） 取代基效应
（A）给电子取代剂加强荧光 （B）吸电子取代基减弱荧光 （C）取代基的位置 • 4）跃迁的类型
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3.荧光与分子结构的关系
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VR S2
IC VR

VR：振动驰豫 IC：内部转换 ISC：系间窜跃
ISC VR T1
S0
S0
吸光 吸光 荧光
磷光
分子荧光、磷光光谱产生过程示意图
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二、分子荧光分析的基本原理 • 1.激发光谱和荧光谱 • 激发光谱：荧光和磷光均为光致发光， 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
S0
S0
吸光 吸光 荧光
分子荧光光谱产生过程示意图
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（2）磷光
• 从T1 S1要改变电子自旋，发光速度 慢，约为 10-4 ~ 10s，光照停止后，磷 光仍可持续一段时间
• 分子相互碰撞的无辐射能量埙耗大， 所以磷光的波长更长
磷 > 荧> 激 * 易产生荧光 n * 易产生磷光
π→π* κmax≥104 平均寿命10-7~10-9 sec
π*→π 是有机化合物产生荧光的主要
跃迁类型，主要是不含N、S、O的不饱 和化合物。
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4.影响荧光强度的因素
（1）. 荧光的猝灭 • 荧 光 猝灭：荧光分子与溶剂分子或
其它溶质分子相互作用引起荧光强 度降低或消失的现象。 • 荧光猝灭剂：能使荧光强度减弱的 溶剂分子或其它溶质分子称为荧光 猝灭剂。