几种荧光猝灭的方式
荧光的猝灭解析
5
在猝灭剂存在的情况下： 1M*表示为：[1M*]，同理可得：
I a (k f ki )[ M ] k q [Q ][ M *] 0
1 * 1
Ia [ M ] k f ki k q [Q ]
1 *
式中kq为双分子猝灭过程的速率常数。
6
在猝灭剂不存在和存在的情况下，荧光量子产率 分别为：
15
在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂 分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为 实际的激态电荷转移配合物：
1
M Q M ...Q (M Q ) M Q hv
* 1 *
*
M ＋ Q ＋ KT
在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态 转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处
0 1 K SV [Q ]
式中：t为猝灭剂存在时测得的荧光寿命。 由上所述，若以F0/F对[Q]作图得一直线，斜率为Ksv。
直观的看，1/ Ksv的数值等于50％的荧光强度被猝灭时猝灭 剂的浓度。假如测定了猝灭剂不存在时的荧光寿命t0，便可 根据kq t0=Ksv的关系求得双分子猝灭过程的速率常数kq。
（3）此外，由于碰撞猝灭只影响到荧光分子的激发态，因 而并不改变荧光分子的吸收光谱。相反，基态配合物的生成 往往引起荧光分子吸收光谱的改变。
Cu2+
结合常数: 7.9×106
Chem. Commun., 2005, 3189–3191.
14
4。 § 4.3 电荷转移猝灭
某些猝灭剂与荧光物质分子相互作用时，发生了电荷转 移反应，即氧化还原反应，即引起荧光的熄灭。由于激发态 分子往往比基态分子具有更强的氧化还原能力，也就是说， 激发态分子是比基态分子更强的电子给体和电子受体，因此 激发态分子更容易发生与其他物质的分子发生电荷转移作用 。 某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。
荧光淬灭定义课件
03
荧光淬灭的实验方法
荧光光谱法
总结词
荧光光谱法是一种通过测量荧光物质发射的荧光光谱来 研究荧光物质性质的方法。
详细描述
荧光光谱法利用不同荧光物质发射的荧光具有不同波长 和强度这一特性，通过测量荧光光谱的波长和强度，可 以了解荧光物质的分子结构和分子间的相互作用。
高选择性
荧光淬灭技术可以通 过选择适当的淬灭剂 ，实现对特定荧光物 质的淬灭，从而实现 高选择性检测。
应用广泛
荧光淬灭技术可以应 用于多种类型的荧光 物质，包括有机荧光 物质和无机荧光物质 。
缺点
需要选择合适的淬灭剂
不同的荧光物质可能需要不同的淬灭 剂，因此需要选择合适的淬灭剂才能 获得最佳的检测效果。
用。
荧光淬灭的程度取决于多种因素，如荧光物质的 03 性质、溶剂的性质、温度、压力等。
荧光淬灭的原理
荧光淬灭的原理主要包括能量转移淬 灭、动态碰撞淬灭和静态碰撞淬灭等
。
动态碰撞淬灭是指荧光物质分子与另 一种分子发生碰撞，导致荧光物质分 子振动能级升高，从而降低荧光强度
。
能量转移淬灭是指荧光物质分子与另 一种分子之间发生能量转移，导致荧 光强度降低。
医学研究中的应用
荧光淬灭在医学研究中主要用于药物筛选和疾病 诊断。通过荧光标记技术，可以对药物与靶点的 结合进行实时监测，从而筛选出具有潜在疗效的 药物。
荧光淬灭还可以用于肿瘤诊断和治疗。通过荧光 标记技术，可以对肿瘤细胞进行标记和追踪，从 而实现对肿瘤的精准诊断和治疗。
环境监测中的应用
荧光的猝灭
4
根据恒定态的假设，在连续的照射下，激发态荧光体 1M*会达到一个恒定值，即其生成速率与衰变速率相等， 1M*浓度保持不变，即：
d [ M *] 0 dt
在没有猝灭剂的情况下： 1M*表示为：[1M*]0，根据以上反 i )[1M * ]0 0 Ia [M ] k f ki
2
§4.1 动态猝灭
在动态猝灭过程中，荧光物质的激发态分子通过与 猝灭剂分子的碰撞作用，以能量转移的机制或电荷转移
的机制丧失其激发能而返回基态。
3
溶液中荧光物质分子M和猝灭剂Q相碰撞 而引起荧光熄灭。
比较速率 (1)M＋hυ →M* (吸光) 1 k * (2)M M＋hυ (发生荧光) kf [ M* ] k (3)M* +Q M+ Q+ 热 (猝灭过程）kq[ M* ][Q]
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光诱导电荷转移（photo-induced charge transfer)
Excitation of a fluorophore induces the motion of an electron from one orbital to another. If the initial and final orbitals are separated in space, the electronic transition is accompanied by an almost instantaneous change in the dipole moment of the fluorophore. When the latter possesses an electrondonating group (e.g. -NH2, -NMe2, -CH3O) conjugated to an electronwithdrawing group (e.g. -C=O, -CN), the increase in dipole moment can be quite large. Consequently, the excited state reached upon excitation (called the Franck–Condon state or locally excited state, LE) is not in equilibrium with the surrounding solvent molecules if the latter are polar. In a medium that is sufficiently fluid, the solvent molecules rotate during the lifetime of the excited state until the solvation shell is in thermodynamic equilibrium with the fluorophore. A relaxed intramolecular charge transfer (ICT) state is then reached.
荧光猝灭机理
荧光猝灭机理介绍•荧光猝灭是指某些物质在光激发后，荧光强度消失或减弱的现象。
•研究荧光猝灭机理对于理解光电转换和光谱分析等领域具有重要意义。
荧光猝灭机理的分类动态猝灭1.基态猝灭–分子间相互作用引起的基态猝灭称为静态猝灭。
–基态猝灭主要包括自相互作用和相异构体猝灭。
2.激发态猝灭–激发态猝灭是通过能量传递的方式，使得荧光能量被转移至另一个分子或物质中。
–激发态猝灭包括物质本身的激发态猝灭和引起分子间相互作用的激发态猝灭。
静态猝灭1.自相互作用–自相互作用主要包括分子内自猝灭和分子间相互作用导致的自猝灭。
–分子内自猝灭通常是由于分子结构的特殊性质引起的，如紧密堆积、光共振等。
–分子间相互作用导致的自猝灭可以是分子之间的电子能级重叠引发的，也可以是分子间的非辐射能量传递引起的。
2.相异构体猝灭–相异构体猝灭是指同一分子具有两种或多种不同的构象，其中一种构象具有荧光性质，而其他构象则不具有荧光性质。
–相异构体猝灭通常是由于构象间共振耦合引起的。
荧光猝灭机理的研究方法光谱法1.斯托克斯位移–斯托克斯位移是指荧光峰峰值位置与激发峰峰值位置之间的差值。
–通过观察斯托克斯位移的大小和变化，可以推测荧光猝灭机理。
2.荧光寿命–荧光寿命是指荧光消失的时间。
–荧光寿命的变化可以用来探索荧光猝灭的速率和机理。
热力学法1.溶剂效应–溶剂对荧光猝灭有显著影响。
–通过研究在不同溶剂中的荧光猝灭行为，可以了解溶剂效应对荧光猝灭机理的影响。
2.温度效应–温度对荧光猝灭有重要影响。
–通过改变温度，可以探索温度对荧光猝灭速率和机理的影响。
荧光猝灭应用领域1.生物医学领域–荧光猝灭技术在生物医学研究中有广泛应用，包括分子探针、荧光染料和荧光标记等方面。
–通过研究荧光猝灭机理，可以设计更高效的荧光探针，提高生物医学检测的准确性和灵敏度。
2.材料科学领域–荧光猝灭技术在材料科学中有重要的应用，如电子器件、能源材料等。
–研究荧光猝灭机理对于设计新型材料和提高材料性能具有重要意义。
荧光猝灭原理
荧光猝灭原理
荧光猝灭是指荧光物质在特定条件下失去发射荧光的现象。
荧光猝灭原理是由于外部物质的作用导致荧光分子的能量损失或转化，使荧光不能继续发射。
荧光分子在激发态时，处于高能量状态，能够发出辐射光。
然而，环境中存在一些物质，如氧气、金属离子或有机溶剂等，它们与荧光分子发生相互作用，导致荧光分子的激发态能量发生转移或散失。
一种常见的猝灭机制是能量转移猝灭。
当与荧光分子接触的物质具有较高的能级，且能与荧光分子之间发生能量转移时，荧光分子的激发态能量会被传递给这些物质，使其激发或发生非辐射衰减。
这使荧光分子失去发射荧光的能力。
另一种常见的猝灭机制是自由基猝灭。
自由基是一种具有未成对电子的化学物质，它们具有很强的氧化性和活性。
当自由基与荧光分子相互作用时，荧光分子的激发态电子可能被自由基捕获，从而导致荧光猝灭。
除了以上两种机制外，还有其他一些因素可以导致荧光猝灭，如温度、溶剂极性和荧光分子本身的结构等。
总的来说，荧光分子的激发态能量受到外部物质的干扰和损失，导致无法发射荧光。
荧光猝灭的原理对于荧光分析和荧光检测等领域具有重要意义。
通过了解荧光猝灭的机制和影响因素，可以增强对荧光分子的控制和应用，提高荧光技术的灵敏度和准确性。
第四章荧光的猝灭
在极性溶剂中，1M*的荧光被猝灭剂猝灭时，通常并 不伴随由基态电荷转移配合物所产生的荧光，代之而发生 的是遭遇配合物形成离子对，再经溶剂化作用转变为游离 的溶剂化离子。
1M
*
Q1M
*
••Q
M
S
QS
17
具有重原子的猝灭剂分子，它们与荧光物质的激发态 分子所形成的电荷转移配合物，有利于电子自旋的改变， 以致发生电荷转移配合物的离解并伴随着经由三重态的能 量降低：
*对有效的猝灭剂，KSV≈102 － 103 L/mol.
9
§4.2 静态猝灭
某些荧光物质溶液在加入一些猝灭剂之后，溶液的 荧光强度显著降低，溶液的吸收光谱有了明显的变化; 其 荧光强度随着温度的升高而增强。 这种现象可能是由于 荧光分子和猝灭剂之间形成不发光的基态配合物的结果。 这种现象称为静态猝灭。
某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。
15
在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂 分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为 实际的激态电荷转移配合物：
1M * Q1M *...Q (M Q )* M Q hv
M ＋ Q ＋ KT 在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态 转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处 于更长的波长范围，且无精细结构。
2
§4.1 动态猝灭
在动态猝灭过程中，荧光物质的激发态分子通过与 猝灭剂分子的碰撞作用，以能量转移的机制或电荷转移 的机制丧失其激发能而返回基态。
3
溶液中荧光物质分子M和猝灭剂Q相碰撞 而引起荧光熄灭。
比较速率
(1)M＋hυ→M* (吸光)
1
(2)M* k1 M＋hυ (发生荧光)
荧光淬灭
如果这种能量传递不有效的话，可能荧光就强。
另外金的plasmon也会增强荧光材料的光吸收，可能会增强荧光总强度。
这两个竞争过程除了与波长有关外，朱要与距离有关，一般5纳米是界限，距离短被淬灭荧光淬灭有以下几种说法:1. 动态淬灭(碰撞淬灭,淬灭剂与发光物质的激发态分子之间的相互作用)2. 静态淬灭(发光分子基态和淬灭剂形成不发光的基态络合物)3. 转入三重态淬灭4. 自吸淬灭(浓度高时，自淬灭)首先确定荧光物质是否有电性，就是说荧光物质是否带有电荷，而且贵金属，例如纳米金，在制作过程中，表面由于有柠檬酸根而带有负电荷，可以和带正电荷的荧光物质，如带正电荷水溶性荧光共轭聚合物，通过静电作用，而使荧光猝灭；如果带相同电荷或者一方不带电荷，猝灭是不怎么明显的。
可以这样说，这种猝灭，是通过电荷作用相互吸附在一起，你可以让两者相互作用后，做一个TEM，就可以判断了。
荧光淬灭有动态淬灭和静态淬灭两种，稳态的荧光强度都显示出荧光强度的衰减，无法分辨，而动态淬灭至少分裂为2个荧光寿命，意味着能量转移的发生，而静态淬灭只是淬灭剂与荧光物结合生成非荧光物质，荧光寿命并不发生变化。
Acrylamide和碘离子分别用于疏水淬灭或亲水淬灭，测量蛋白质中Trp残基荧光淬灭的寿命，能够轻易的得知Trp残基是位于蛋白质表面还是内部。
荧光淬灭多用于分析大分子或胶体的结构或构象，用淬灭的方法研究荧光基团在分子内还是分子表面，有个淬灭的方程，一时写不出来，大概是淬灭剂浓度和荧光变化的关系，有个K常数，和淬灭效率和荧光寿命有关，如果分子构型改变，K会变化，这样就可以用来研究某些化合物对大分子构型或构象的影响。
荧光漂白，就是用强光把荧光素的激发态全部给消除了，有可逆和不可逆两种，可逆的漂白相当于清理出一个没有荧光的区域，相当于荧光清零，然后再观察测量某种特定的荧光的扩散、产生或恢复。
漂白是否可以恢复依赖于荧光素的种类和漂白光强，作为副作用，荧光素的漂白常会发生。
荧光淬灭
• 利用某种物质对某一种荧光物质的荧光猝灭作用而建立的对该猝 灭剂的荧光测定方法，即为荧光猝灭法。一般而言，荧光猝灭法 比直接荧光测定法更为灵敏，具有更高的选择性。
动态猝灭
• 激发态荧光分子与猝灭剂碰撞使其荧光猝灭则称为动态猝灭。
静Hale Waihona Puke 淬灭• 基态荧光分子与猝灭剂之间通过弱的结合生成复合物，且该复合 物使荧光完全猝灭的现象称为静态猝灭。
荧光淬灭
荧光猝灭分为静态淬灭和动态淬灭
荧光猝灭
• 荧光猝灭（fluorescence quenching）是指荧光物质分子与溶剂分 子之间所发生的导致：荧光强度变化或相关的激发峰位变化或荧 光峰位变化物理或化学作用过程。 • 与荧光物质分子发生相互作用而引起荧光强度变化和相关的激发 峰位和荧光峰位变化的物质被称为荧光猝灭剂
PET光致电子转移
• 典型的光诱导电子(photo induced electron transfer，PET)转移体系 是由包含电子给体的受体部分R(receptor)，通过间隔基S(spacer,如 一CH2一)和荧光团F(fluorophore)相连而构成的。其中荧光团部分 是能吸收光和发射荧光的场所，受体部分则用来结合客体，这两 部分被间隔基隔开，又靠间隔基相连而成一个分子，构成了一个 在选择性识别客体的同时又给出光信号变化的超分子体系。PET 荧光分子探针中，荧光团与受体单元之间存在着光诱导电子转移， 对荧光有非常强的淬灭作用，通常是电子从供体转移到激发态荧 光团。因此在未结合客体之前，探针分子不发射荧光，或荧光很 弱。一旦受体与客体相结合，光诱导电子转移作用受到抑制，甚 至被完全阻断，荧光团就会发射荧光。
• 静态猝灭的特征是基态荧光分子M和猝灭剂Q发生反应，生成非 荧光性物质，使M失去光谱特性。动态猝灭的特征是激发态M*和 Q碰撞，发生能量或电子转移从而失去荧光性，或生成瞬时激发 态复合物MQ*，使荧光分子M的荧光猝灭。动态猝灭通常并不改 变M的吸收光谱。
免疫组化自发荧光猝灭方法
免疫组化自发荧光猝灭方法
免疫组化自发荧光猝灭方法主要包括以下步骤：
1. 交联固定诱发：使用非醛类固定剂，如冰乙醇，以有效降低交联固定而诱导的自发荧光。
2. 预实验：在动物组织取材固定前，先用PBS进行灌注，并进行预实验，检测自发荧光的波长范围，再选择与自发荧光荧光信号波长相差较大的荧光信号。
3. 使用组织自发荧光淬灭剂：这种淬灭试剂中的离子可通过碰撞方式，捕获自发荧光光源分子发出的电子，阻止该电子从激发态回归基态和能量释放，从而淬灭自发荧光。
需要注意的是，不同物种不同类型组织的自发荧光具有不同的特征，使用组织自发荧光淬灭剂的效果可能会有差别。
另外，淬灭剂会在一定程度上降低抗体荧光强度。
以上信息仅供参考，建议咨询专业人士获取具体信息。
荧光猝灭机理
荧光猝灭机理荧光猝灭是指在荧光体发射荧光时，由于某些原因导致发出来的荧光被猝灭，从而减小了发光强度。
荧光猝灭机理有很多种类型，以下将分别进行介绍。
1.动态猝灭动态猝灭是指在荧光体分子发射荧光时，可通过某些外部冲击和蛋白质分子运动中的碰撞而发生的荧光猝灭。
这种机理是由于荧光物质的分子结构中不同的化学键所包含的键级和结合能量是不同的，它们对动态猝灭过程中的快速电子转移有不同的敏感度，因此在不同环境下导致的动态猝灭机率是不同的。
2.静态猝灭静态猝灭是指荧光体分子在两分子之间的离子对形成后发生的荧光猝灭现象。
这种机理是由于在静态猝灭过程中，荧光分子中的电子能够被氧分子很容易地离子化形成能量较高的离子对，然后离子对散布能量，进而导致荧光发射强度降低。
3.夫兰芒瑞猝灭夫兰芒瑞猝灭是指荧光体分子与周围的氧气分子相互作用而导致的荧光猝灭现象，这是一种较为常见的猝灭机理。
这种机理是由于氧气分子与荧光分子接触时，荧光体中的电子可以被氧分子很容易地有选择性地吸收，然后发射能量较高的电子，导致荧光发射强度降低。
4.能量转移猝灭能量转移猝灭是指在某个分子中有人员被激发发射荧光，但这样的荧光并不会被传递到旁边的荧光体来发射，而是通过能量转移从一个分子传递到另一个分子中，从而导致荧光猝灭现象的发生。
这种机理是由于荧光分子与旁边分子之间可以发生电子和能量传递而导致的。
总的来说，荧光猝灭现象是分子内、分子间和分子与周围热环境之间电子和能量传递的结果。
分子环境的种类和热力学参数的变化都能导致荧光分子发生不同类型的荧光猝灭，通过对不同类型荧光猝灭的深入研究，可以揭示分子内电子和能量转移的机理，寻找应用荧光分子的新途径，进一步将其应用于成像、诊断等方面。
荧光猝灭类型
荧光猝灭一般有静态猝灭和动态猝灭。
可以通过测定猝灭常数与温度的关系来区分。
静态猝灭是由于猝灭剂与荧光基团发生了结合生成不发荧光的物质，因而当温度升高的时候，体系紊流程度增加，导致猝灭常数减小；而动态猝灭是由于猝灭剂与荧光基团发生碰撞导致荧光强度减少，因而当温度升高，进而体系紊流增大是碰撞加剧，从而猝灭常数增大。
你可以查找相关文献比如Y.-Q. Wang, H.-M. Zhang, G.-C. Zhang, W.-H. Tao, S.-H. Tang, Interaction of the flavonoid hesperidin with bovine serum albumin: A fluorescence quenching study, Journal of Luminescence, 126 (2007) 211-218.无论是动态猝灭还是静态猝灭，F0/F与之间均存在着线性关系，单独通过测量荧光强度所得到的荧光猝灭数据而没有提供其他信息的情况下，是很难判断所发生的猝灭现象究竟属于动态猝灭还是静态猝灭。
通常需要提供猝灭现象与寿命、温度和粘度的关系及吸收光谱的变化情况等信息。
(1) 变温实验动态猝灭由于与扩散有关，而温度升高时溶液的粘度下降，同时分子的运动加速，其结果将使分子的扩散系数增大，从而增大双分子猝灭常数。
反之，温度升高可能引起配合物的稳定度下降，从而减小静态猝灭的程度。
根据Stern-V olmer方程作图，如果高温的斜率大于低温的斜率，则为动态猝灭；反之，则为静态猝灭。
(2) 测量吸收光谱动态猝灭只影响到荧光分子的激发态，因而并不改变荧光物质的吸收光谱；而在静态猝灭中，基态配合物的生成往往将引起荧光物质吸收光谱的改变。
(3) 测量荧光寿命静态猝灭过程中猝灭剂的存在并不改变荧光分子激发态的寿命，τ0/τ=1。
而动态猝灭，猝灭剂的存在使荧光寿命缩短，τ0/τ=F0/F。
区分静态猝灭与动态猝灭最确切的方法是寿命的测定，但由于目前的实验条件所限，荧光寿命的测量一般不易进行。
荧光探针淬灭机制
荧光探针淬灭机制1. 引言荧光探针是一种常用的生物标记物，广泛应用于生物医学研究和临床诊断中。
荧光探针淬灭机制指的是荧光分子在特定条件下失去发射荧光的能力，从而实现对生物样本中目标分子的定量检测。
本文将介绍荧光探针淬灭机制的原理、分类以及应用领域。
2. 荧光探针淬灭机制原理荧光探针淬灭机制可以通过两种方式实现：非辐射转移和化学淬灭。
2.1 非辐射转移非辐射转移是指当激发态荧光分子与另一种分子接触时，能量从激发态传递给该分子，而不是通过辐射发出荧光。
这种机制通常包括两种类型：共振能量转移和电荷转移。
2.1.1 共振能量转移共振能量转移又称为FRET（Fluorescence Resonance Energy Transfer），是指两个相互作用的分子之间发生能量转移的过程。
其中一个分子处于激发态时，通过非辐射转移将能量传递给另一个分子，使其跃迁到激发态。
这一过程需要两个分子之间有足够的距离和适当的相对取向。
2.1.2 电荷转移电荷转移是指在某些特定条件下，激发态荧光分子中的电荷从一个原子或基团转移到另一个原子或基团上，从而导致荧光猝灭。
这种机制通常发生在含有共轭体系的化合物中。
2.2 化学淬灭化学淬灭是指通过与其他物质发生化学反应，使荧光探针失去荧光信号的能力。
常见的化学淬灭机制包括氧化还原反应、酸碱反应和金属离子配位等。
3. 荧光探针淬灭机制分类根据不同的淬灭机制，荧光探针可以分为以下几类：3.1 基于共振能量转移的荧光探针基于共振能量转移的荧光探针利用共振能量转移的原理，将荧光分子与另一种分子（通常是某种生物分子）相连，通过能量转移实现对该生物分子的检测。
例如，荧光标记的抗体可以与特定的抗原结合并发生共振能量转移，从而实现对抗原的检测。
3.2 基于电荷转移的荧光探针基于电荷转移的荧光探针利用电荷转移机制猝灭荧光信号。
这类探针通常含有共轭体系和供电子基团，当与特定分子结合时，电荷转移发生并导致荧光淬灭。
自由基荧光淬灭的原理
自由基荧光淬灭的原理
自由基荧光淬灭是一种分析化学方法，利用自由基与荧光分子之间的相互作用，测定样品中的自由基含量。
其原理是利用自由基与荧光分子之间的相互作用，使荧光分子的荧光猝灭，从而测定自由基的含量。
自由基是一种非常活跃的化学物质，它们能够与其他分子发生反应，从而引起一系列生物化学反应。
荧光分子是一种能够发出荧光的化合物，它们在受到激发后能够发出特定的荧光信号。
当自由基与荧光分子相遇时，它们会发生相互作用，从而使荧光分子的荧光猝灭。
荧光淬灭的机制可以分为两种：动态淬灭和静态淬灭。
动态淬灭是指自由基与荧光分子之间的相互作用是可逆的，即自由基与荧光分子之间不断地发生结合和解离。
静态淬灭是指自由基与荧光分子之间的相互作用是不可逆的，即自由基与荧光分子之间发生了化学反应，使荧光分子的荧光猝灭。
利用自由基荧光淬灭的方法可以测定样品中的自由基含量，从而了解样品的氧化损伤程度和抗氧化能力。
该方法已被广泛应用于生物医学、环境保护、食品安全等领域。
荧光的猝灭
Anal. Chim. Acta 2008, 627, 254–257.
29
30
例 5: A Ratiometric Fluorescent Probe for Cysteine and Homocysteine Displaying a Large Emission Shift
21
例1.
In low-polarity solvents FPP emits at short wavelengths from the LE state (toptwo panels). As the solvent polarity increases a new longer wavelength emission appears. This longer-wavelength emission (lower panel) is due to an internal charge-transfer (ICT) state, which forms rapidly following excitation. In this case the two ends of the fluorophore are held rigidly by the methylene bridge, so that formation of the ICT state does not depend on the twisting.
0 f
kf [ M ] Ia k f [1M * ] Ia
1
* 0
荧光猝灭 荧光相关基团
荧光猝灭：什么是荧光相关基团？1. 荧光猝灭的基本概念荧光猝灭指的是荧光发射过程中，由于与某些化学物质或环境条件的相互作用而导致荧光强度减弱或完全消失的现象。
荧光猝灭的现象在许多领域都有重要的应用，包括生物分析、材料科学、环境监测等。
2. 荧光猝灭的机制荧光猝灭的机制多种多样，其中一个重要的机制是通过荧光相关基团的存在来实现的。
荧光相关基团是指一种可以与荧光物质相互作用并猝灭其荧光的分子或原子团。
常见的荧光相关基团有氧气、金属离子、有机染料、电子受体等。
3. 荧光猝灭的应用荧光猝灭的应用非常广泛，下面将介绍几个常见的应用领域。
3.1 生物分析在生物分析中，荧光猝灭常常被用来进行生物分子的检测和定量分析。
通过与特定的荧光相关基团相互作用，可以实现对生物分子的高灵敏度检测。
例如，可以利用金属离子作为荧光相关基团，通过与生物分子中的特定官能团相互作用，实现对生物分子的选择性检测。
3.2 材料科学在材料科学中，荧光猝灭被广泛用于材料的表征和性能研究。
通过与特定的荧光相关基团相互作用，可以研究材料的结构、形貌、表面性质等。
例如，可以利用氧气作为荧光相关基团，通过测量荧光强度的猝灭程度，来评估材料的氧气透过性能。
3.3 环境监测荧光猝灭也被广泛应用于环境监测领域。
通过与特定的荧光相关基团相互作用，可以实现对环境中有毒物质的快速检测和监测。
例如，可以利用有机染料作为荧光相关基团，通过与有毒物质的特定反应，来实现对有毒物质的高灵敏度检测。
4. 荧光猝灭的调控方法荧光猝灭的程度可以通过多种方法进行调控，下面将介绍几种常见的调控方法。
4.1 温度调控温度是影响荧光猝灭的重要因素之一。
随着温度的增加，荧光猝灭的程度通常会增加。
可以通过控制样品的温度，来实现对荧光猝灭的调控。
4.2 pH值调控pH值也是影响荧光猝灭的重要因素之一。
不同的荧光相关基团对pH值的响应程度不同。
可以通过调节样品的pH值，来实现对荧光猝灭的调控。
荧光光谱法的题目
荧光光谱法
1.荧光光谱法的特点是什么？
2.荧光与磷光的根本区别？
3.分子荧光类型有（）、（）、（）。
4.产生荧光的必要条件？
5.荧光猝灭的形式有哪几种？
6.荧光分光光度计由哪几部分组成？
7.磷光分析法的应用有哪些?
8.化学发光的分类,按化学反应的类型分为（）和（），按发
光持续时间分为（），（）
9.几种标记免疫技术灵敏度最高的是？A. 酶标B.荧光C.放免D.发
光
10.为什么分子的荧光波长比激光波长长？
11.磷光发射经过了哪些过程？
12.为什么有的分子能发射荧光而有的不能？
13.下面选项哪些能改变荧光量子产率？A.降低或升高温度B.改
变荧光分子浓度C.改变溶液的粘度或极性D.加入静态或动态猝灭剂
14.若一种化合物能发射荧光和磷光，则该化合物吸收光谱、荧光
发射光谱、磷光发射光谱最大波长的顺序如何？
15.提高磷光测定灵敏度的方法有哪些？
16.由三重态到（）的跃迁而产生的辐射称为磷光，观测磷光
时通常要用液氮冷冻的方法。
17.分子共轭p键大，则荧光发射强，荧光峰向（）波方向移
动；给电子取代基将_______（加强或减弱）；得电子取代基将使荧光强度__________（加强或减弱）。
18.何为荧光（磷光）的激发光谱和发射光谱？
19.有机化合物的荧光与其结构有何关系？
20.荧光光度计通常用的灯有（）和（）。
第四章 荧光的猝灭
1 k q 0 [Q] 1 K SV [Q]
该式为Stern－Volmmer方程。 t0为没有猝灭剂时测得的荧光寿命； Ksv为Stern－Volmer猝灭常数，是双分子猝灭速率常数 与单分子衰变速率常数的比值。
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根据没有猝灭剂与存在猝灭剂时荧光寿命的不同， 可得Stern－Volmer方程式的另一种表示形式：
0 1 K SV [Q ]
式中：t为猝灭剂存在时测得的荧光寿命。 由上所述，若以F0/F对[Q]作图得一直线，斜率为Ksv。
直观的看，1/ Ksv的数值等于50％的荧光强度被猝灭时猝灭 剂的浓度。假如测定了猝灭剂不存在时的荧光寿命t0，便可 根据kq t0=Ksv的关系求得双分子猝灭过程的速率常数kq。
上式中 [M]0为荧光分子的总浓度；F0与F分别为猝灭 剂加入之前和加入之后所测得的荧光强度。
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区分动态猝灭与静态猝灭： （1）最确切的方法是测量荧光体寿命；
对静态猝灭，猝灭剂的存在并没有改变荧光分子激发态的 寿命，因此t0/t=1; 对动态猝灭，猝灭剂的使荧光分子寿命缩短， t0/t=F0/F （2）动态猝灭由于与扩散有关，而温度升高时溶液的粘度下 降，同时双分子的运动加速，其结果使扩散系数增大，从而 增大双分子猝灭常数。 反之，温度升高可能引起配合物的稳定度下降，从而减 小静态猝灭的常数。
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光诱导电荷转移（photo-induced charge transfer)
Excitation of a fluorophore induces the motion of an electron from one orbital to another. If the initial and final orbitals are separated in space, the electronic transition is accompanied by an almost instantaneous change in the dipole moment of the fluorophore. When the latter possesses an electrondonating group (e.g. -NH2, -NMe2, -CH3O) conjugated to an electronwithdrawing group (e.g. -C=O, -CN), the increase in dipole moment can be quite large. Consequently, the excited state reached upon excitation (called the Franck–Condon state or locally excited state, LE) is not in equilibrium with the surrounding solvent molecules if the latter are polar. In a medium that is sufficiently fluid, the solvent molecules rotate during the lifetime of the excited state until the solvation shell is in thermodynamic equilibrium with the fluorophore. A relaxed intramolecular charge transfer (ICT) state is then reached.
荧光猝灭
荧光猝灭分为静态猝灭和动态猝灭。
基态荧光分子与猝灭剂之间通过弱的结合生成复合物，且该复合物使荧光完全猝灭的现象称为静态猝灭。
激发态荧光分子与猝灭剂碰撞使其荧光猝灭则称为动态猝灭。
荧光分子本身浓度增大使其荧光猝灭的现象称为浓度猝灭或自猝灭。
由于荧光的再吸收、荧光物质发生化学变化而观察不到荧光的现象一般不称为荧光猝灭。
在利用荧光进行定量、液体闪击计数等包含荧光过程的测定方法中，一定要注意溶剂、共存杂质、氧气等猝灭剂的影响。
利用某种物质对某一种荧光物质的荧光猝灭作用而建立的对该猝灭剂的荧光测定方法，即为荧光猝灭法。
一般而言，荧光猝灭法比直接荧光测定法更为灵敏，具有更高的选择性。
分子结构和化学环境是影响物质发射荧光和荧光强度的重要因素. 至少具有一个芳环或具有多个共轭双键的有机化合物容易产生荧光,稠环化合物也会产生荧光.饱和的或只有一个双键的化合物,不呈现显著的荧光.最简单的杂环化合物,如吡啶,呋喃,噻吩和吡咯等,不产生荧光。
取代基的性质对荧光体的荧光特性和强度均有强烈影响.苯环上的取代基会引起最大吸收波长的位移及相应荧光峰的改变.通常给电子基团,如-NH2-,-OH,-OCH3,-NHCH3和-N(CH3)2等,使荧光增强;吸电子基团,如-CL,-Br,-I,-NHCOCH3,-NO2和-COOH,使荧光减弱.具有刚性结构的分子容易产生荧光。
大多数无机盐类金属离子不产生荧光,而某些情况下,金属螯合物却能产生很强的荧光. 溶剂的性质,体系的PH值和温度,都会影响荧光的强度. 荧光分子与溶剂或其他分子之间相互作用,使荧光强度减弱的现象称为荧光猝灭.引起荧光强度降低的物质称为猝灭剂.当荧光物质浓度过大时,会产生自猝灭现象。
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几种荧光猝灭的方式
荧光猝灭是指在某些特定条件下，荧光物质的荧光强度会减弱或消失的现象。
荧光猝灭可以通过多种方式实现，下面将介绍几种常见的荧光猝灭方式。
一、静态猝灭
静态猝灭是指在分子间存在非辐射能量转移的情况下，荧光物质的荧光强度会减弱或消失。
这种猝灭方式常见的机制有电子传递、能量传递和荧光共振能量转移等。
其中，电子传递是指由于电子给体和受体之间的能级差异，导致受体吸收电子给体的激发能量，使得电子给体的荧光被猝灭。
能量传递是指能量从荧光物质传递到其他分子或物质上，使荧光被猝灭。
荧光共振能量转移是指荧光物质与另一种分子之间存在共振能量转移的情况下，荧光被猝灭。
二、动态猝灭
动态猝灭是指在溶液中，荧光物质的荧光强度会随着时间的推移逐渐减弱或消失。
这种猝灭方式常见的机制有自由基猝灭、氧气猝灭和分子碰撞猝灭等。
自由基猝灭是指由于自由基与荧光物质之间的反应，使荧光被猝灭。
氧气猝灭是指荧光物质与氧气之间的化学反应导致荧光被猝灭。
分子碰撞猝灭是指荧光物质与其他分子之间的碰撞，导致荧光被猝灭。
三、金属离子猝灭
金属离子猝灭是指金属离子与荧光物质之间的相互作用，导致荧光被猝灭。
常见的金属离子猝灭方式有静态猝灭和动态猝灭。
静态猝灭是指金属离子与荧光物质之间形成络合物，使荧光被猝灭。
动态猝灭是指金属离子与荧光物质之间发生电子传递或能量传递的过程，导致荧光被猝灭。
四、溶剂效应猝灭
溶剂效应猝灭是指溶剂对荧光物质荧光强度的影响。
常见的溶剂效应猝灭方式有静态猝灭和动态猝灭。
静态猝灭是指溶剂分子与荧光物质之间发生相互作用，导致荧光被猝灭。
动态猝灭是指溶剂分子与荧光物质分子之间发生碰撞，导致荧光被猝灭。
以上所述是几种常见的荧光猝灭方式，每种方式都有不同的机制和特点。
了解这些猝灭方式对于研究荧光物质的性质和应用具有重要意义。
在实际应用中，可以通过调节实验条件，选择合适的猝灭方式，来实现对荧光的控制和调节，从而实现更多的应用。