仪器分析课件第12章分子发光分析
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仪器分析课件第12章分子发光分析
3. 溶液pH
对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制；
2021/2/3
18
4.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。
2021/2/3
19
26
磷光检测
荧光计上配上磷光测量附件即可对磷光进行测量。在有荧 光发射的同时测量磷光。
测量方法：
（1）通常借助于荧光和磷 光寿命的差别，采用磷光
镜的装置将荧光隔开。
（2）采用脉冲光源和可控 检测及时间分辨技术。
室温测量时，不需要杜
瓦瓶。
2021/2/3
27
么么么么方面
Sds绝对是假的
龙岩学院 化学与材料学院 涂逢樟
S0→T1 禁阻跃迁； 通过其他途径进入 (见能级图)；进入的 几率小；
2021/2/3
4
2.激发态→基态的能量传递途径
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 延迟荧光 磷光
系间跨越 内转移 外转移 振动弛预
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 -9s，第一激发单重态的最低振动能级→基态 ； 20磷21/2/光3 ：10-4～10s；第一激发三重态的最低振动能级→基态；5
迁也然。
2021/2/3
13
荧光激发光谱
荧光发射光谱
200 250 300 350 400 450 500 nm
蒽的激发光谱和荧光光谱
对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制；
2021/2/3
18
4.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。
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26
磷光检测
荧光计上配上磷光测量附件即可对磷光进行测量。在有荧 光发射的同时测量磷光。
测量方法：
（1）通常借助于荧光和磷 光寿命的差别，采用磷光
镜的装置将荧光隔开。
（2）采用脉冲光源和可控 检测及时间分辨技术。
室温测量时，不需要杜
瓦瓶。
2021/2/3
27
么么么么方面
Sds绝对是假的
龙岩学院 化学与材料学院 涂逢樟
S0→T1 禁阻跃迁； 通过其他途径进入 (见能级图)；进入的 几率小；
2021/2/3
4
2.激发态→基态的能量传递途径
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 延迟荧光 磷光
系间跨越 内转移 外转移 振动弛预
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 -9s，第一激发单重态的最低振动能级→基态 ； 20磷21/2/光3 ：10-4～10s；第一激发三重态的最低振动能级→基态；5
迁也然。
2021/2/3
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荧光激发光谱
荧光发射光谱
200 250 300 350 400 450 500 nm
蒽的激发光谱和荧光光谱
分子发光分析
第十二章分子发光分析§12-1 分子发光分析概述基态分子吸收一定的能量，跃迁到激发态，激发态分子以辐射的形式释放能量返回基态，便产生了分子发光。
发光分析(luminescence)主要包括分子荧光（Molecular Fluorescence）、磷光（Molecular Phosphorescence）和化学发光（Chemiluminescence）分析法。
§12-2荧光和磷光分析基本原理1、荧光和磷光的产生处于分子基态单重态中的一个电子被激发时，通常跃迁至第一激发态单重态，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。
荧光：处于第一激发单重态中的电子跃回至基态各振动能级发出的光辐射。
磷光：处于第一激发三重态中的电子跃回至基态各振动能级发出的光辐射。
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。
辐射跃迁形式主要为荧光或磷光；无辐射跃迁是指以热的形式辐射其多余的能量，包括振动弛豫（VR）、内转换（ic）、系间窜跃（isc）及外部转换（EC）等。
（1）振动弛豫激发单重态的电子在同一电子能级中会由高振动能级转至低振动能级，而将多余的能量以热的形式发出，产生振动弛豫。
（2）内转换当两个电子能级非常靠近以至其振动能级有重叠时，常发生电子由高能级以无辐射跃迁方式转移至低能级。
产生内转换。
电子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。
（3）系间窜跃不同多重态间（如单重态和三重态）的无辐射跃迁，叫系间窜跃。
例如S1→T1。
当发生系间窜跃时，电子由S1的较低振动能级转移至T1的较高振动能级。
分子发光分析..
第12章 分子发光分析 12.1 概述
分子发光分析法：基于被测物质的基态分子吸收能量
激发到较高能态后，返回基态时，以发射辐射的方式释放
能量，通过测量辐射光强度对被测物质进行定量测定的分
析方法。 当分子吸收光能被激发到较高能态，返回基态时发射出
与激发光波长相同或不同辐射的现象称为光致发光。
最常见的两种光致发光现象是荧光和磷光。由此建立的 分析. 镜像规则 通常荧光发射光谱与其吸收光谱 ( 基态 → 第一态 ) 成镜像
对称关系。
2018/9/25
镜像规则
2018/9/25
3. 荧光的产生与分子结构的关系
(1) 分子产生荧光必须具备的条件 具有一定结构，多为含芳香环、杂环的化合物或具有刚性
平面的分子
具有一定的荧光效率
荧光效率 代表物质发射荧光的能力，通常小于1。
2018/9/25
(2) 电子激发态的多重度
电子激发态的多重度：M = 2S + 1
S为电子自旋量子数的代数和(等于0或1) 大多数有机分子的基态处于单重态 (Pauli 不相容原理 ， s =±½, S = 0, M = 1)； 激发时电子自旋方向不变，分子处于激发单重态S1, S2…；
激发时电子自旋方向改 变，S = 1, M = 3，分子处 于激发三重态T1, T2…； 三重态能级比相应单重 态能级低(洪特规则)。 S0→T1 禁阻跃迁。
发射的光量子数 吸收的光量子数
荧光效率与激发态分子能量释放各过程的速率常数有 关，如外转换过程速度快，不出现荧光发射。
2018/9/25
(2) 化合物结构与荧光
跃迁类型：*→的荧光效率高，系间跨越过程的速率常 数小，有利于荧光的产生； 共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移; 刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作 用，故荧光量子产率高。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; 取代基效应：芳环上有 供电基，使荧光增强；相 反，芳环上有吸电子基团 ，荧光减弱或无荧光。
分子发光分析法：基于被测物质的基态分子吸收能量
激发到较高能态后，返回基态时，以发射辐射的方式释放
能量，通过测量辐射光强度对被测物质进行定量测定的分
析方法。 当分子吸收光能被激发到较高能态，返回基态时发射出
与激发光波长相同或不同辐射的现象称为光致发光。
最常见的两种光致发光现象是荧光和磷光。由此建立的 分析. 镜像规则 通常荧光发射光谱与其吸收光谱 ( 基态 → 第一态 ) 成镜像
对称关系。
2018/9/25
镜像规则
2018/9/25
3. 荧光的产生与分子结构的关系
(1) 分子产生荧光必须具备的条件 具有一定结构，多为含芳香环、杂环的化合物或具有刚性
平面的分子
具有一定的荧光效率
荧光效率 代表物质发射荧光的能力，通常小于1。
2018/9/25
(2) 电子激发态的多重度
电子激发态的多重度：M = 2S + 1
S为电子自旋量子数的代数和(等于0或1) 大多数有机分子的基态处于单重态 (Pauli 不相容原理 ， s =±½, S = 0, M = 1)； 激发时电子自旋方向不变，分子处于激发单重态S1, S2…；
激发时电子自旋方向改 变，S = 1, M = 3，分子处 于激发三重态T1, T2…； 三重态能级比相应单重 态能级低(洪特规则)。 S0→T1 禁阻跃迁。
发射的光量子数 吸收的光量子数
荧光效率与激发态分子能量释放各过程的速率常数有 关，如外转换过程速度快，不出现荧光发射。
2018/9/25
(2) 化合物结构与荧光
跃迁类型：*→的荧光效率高，系间跨越过程的速率常 数小，有利于荧光的产生； 共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移; 刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作 用，故荧光量子产率高。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; 取代基效应：芳环上有 供电基，使荧光增强；相 反，芳环上有吸电子基团 ，荧光减弱或无荧光。
仪器分析第9讲_分子发光-荧光(第12章 )
OH O-
OH
O-
OHH+
OH-
H+
pH=1, 有荧光
pH=13, 无荧光
无荧光
有荧光
Modern Instrument Analytical Method
荧光与分子结构的关系小结
（1）发光分子中要具有共轭π键体系 共轭的程度越大，π电子越容易激发，分子荧光越容易产生。 （2）具有刚性平面结构 分子有利于荧光发射
1880：Liebeman
进行了历史上首次的荧光分析工作 应用铝—桑色素配合物的荧光进行铝的测定
提出“荧光与化学结构关系”的经验法则 为荧光技术的开发应用拉开了序幕
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提出了第一台荧光计。
§12.2 分子发光的基本原理
除一般溶剂效应外，溶剂的极性、氢键、配位键的形成 都将使化合物的荧光发生变化；
2.温度的影响
荧光强度对温度变化敏H
对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制。
Modern Instrument Analytical Method
4. 各种散射光的影响
（3）荧光发射 处于第一激发 的最低振动能 级的分子，跃 迁回基态的各 振动能级，这 一过程称为荧 光发射。
Modern Instrument Analytical Method
（4）系间窜越 分子从激发单重态转至能量较低的激发三 重态的过程，称系间窜越跃迁。 （5）外转换 溶液中的激发态分子与溶剂分子或其他溶 质分子之间相互碰撞而失去能量，并以热能 的方式释放。
F
λexmax(nm) λemmax (nm)
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。
OH
O-
OHH+
OH-
H+
pH=1, 有荧光
pH=13, 无荧光
无荧光
有荧光
Modern Instrument Analytical Method
荧光与分子结构的关系小结
（1）发光分子中要具有共轭π键体系 共轭的程度越大，π电子越容易激发，分子荧光越容易产生。 （2）具有刚性平面结构 分子有利于荧光发射
1880：Liebeman
进行了历史上首次的荧光分析工作 应用铝—桑色素配合物的荧光进行铝的测定
提出“荧光与化学结构关系”的经验法则 为荧光技术的开发应用拉开了序幕
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提出了第一台荧光计。
§12.2 分子发光的基本原理
除一般溶剂效应外，溶剂的极性、氢键、配位键的形成 都将使化合物的荧光发生变化；
2.温度的影响
荧光强度对温度变化敏H
对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制。
Modern Instrument Analytical Method
4. 各种散射光的影响
（3）荧光发射 处于第一激发 的最低振动能 级的分子，跃 迁回基态的各 振动能级，这 一过程称为荧 光发射。
Modern Instrument Analytical Method
（4）系间窜越 分子从激发单重态转至能量较低的激发三 重态的过程，称系间窜越跃迁。 （5）外转换 溶液中的激发态分子与溶剂分子或其他溶 质分子之间相互碰撞而失去能量，并以热能 的方式释放。
F
λexmax(nm) λemmax (nm)
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。
仪器分析分子发光分析法讲课文档
• 自熄灭——荧光物质发射的荧光被荧光物 质的基态分子所吸收，即自吸收现象
第三十五页，共57页。
五、荧光和磷光分析仪器
（一）荧光分析仪器
——主要由光源、单色器、样品池、 检测器和显示器组成。
第三十六页，共57页。
I0
I
光源
第一单色器
液池
检测器
ex
第二单色器
与分光光度计有两点不同
em
①两个单色器
团 • 由于基团的 n 电子（孤对电子）的电子云与
苯环上的 轨道平行，共享了共轭 电子， 扩大了共轭体系，使荧光波长长移，荧光强 度增强
第二十五页，共57页。
（2）减弱荧光的取代基
-COOH 、 -NO2 、-COOR 、-NO、-SH 吸电子基 团, 使荧光波长短移，荧光强度减弱 • 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。磷光相应增强，这种效应为 重原子效应。
2. 无辐射去激
外部转移—激发态分子与溶剂分子或溶质分子的 相互作用产生能量转移，荧光或磷光减弱或消失 • 振动驰豫(VR)—同一电子能级中，从较高振动能 级到较低振动能级的过程 • 内部转换(IC)—相同的多重态之间的转换 S-S • 系间窜跃(ISC)—不同的多重态之间的转换S-T 发生系间窜跃电子需转向，S1—T1间进行，比内 部转换困难
第八页，共57页。
VR S2
IC
VR
S1
VR：振动驰豫 IC：内部转换 ISC：系间窜跃
ISC T1
S0
S0
吸光 吸光
第九页，共57页。
3.辐射去激—荧光和磷光产生
• S1或T1 发光 S0 这种过程叫辐射去激
(1) 荧光：
第三十五页，共57页。
五、荧光和磷光分析仪器
（一）荧光分析仪器
——主要由光源、单色器、样品池、 检测器和显示器组成。
第三十六页，共57页。
I0
I
光源
第一单色器
液池
检测器
ex
第二单色器
与分光光度计有两点不同
em
①两个单色器
团 • 由于基团的 n 电子（孤对电子）的电子云与
苯环上的 轨道平行，共享了共轭 电子， 扩大了共轭体系，使荧光波长长移，荧光强 度增强
第二十五页，共57页。
（2）减弱荧光的取代基
-COOH 、 -NO2 、-COOR 、-NO、-SH 吸电子基 团, 使荧光波长短移，荧光强度减弱 • 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。磷光相应增强，这种效应为 重原子效应。
2. 无辐射去激
外部转移—激发态分子与溶剂分子或溶质分子的 相互作用产生能量转移，荧光或磷光减弱或消失 • 振动驰豫(VR)—同一电子能级中，从较高振动能 级到较低振动能级的过程 • 内部转换(IC)—相同的多重态之间的转换 S-S • 系间窜跃(ISC)—不同的多重态之间的转换S-T 发生系间窜跃电子需转向，S1—T1间进行，比内 部转换困难
第八页，共57页。
VR S2
IC
VR
S1
VR：振动驰豫 IC：内部转换 ISC：系间窜跃
ISC T1
S0
S0
吸光 吸光
第九页，共57页。
3.辐射去激—荧光和磷光产生
• S1或T1 发光 S0 这种过程叫辐射去激
(1) 荧光：
第12章 分子发光分析_21414
NN
偶氮苯
不产生荧光
NN
产生荧光
偶氮菲
H3C CH3
萘
F(萘)= 5F(VA)
CH2OH
VA
4 取代基的影响
• 给电子基团-OH, -OR使荧光增强 • 吸电子基团使荧光减弱
• 规律多出自实验总结和猜测，对激发态 分子的性质了解太少，不能从机制上揭 开其影响的秘密。
2020/3/4
五 影响荧光强度的外部因素
2020/3/4
2. 标准曲线法
直接荧光标准曲线法 F=KC
F Fx
Cx
Cs
荧光猝灭标准曲线法
F Fx
Cx
Cs
荧光猝灭 ∆F=KC
3 比较法(标准对照法)： 在线性范围内，测定标样和试样的荧光强度，比较；
IS CS IX CX
2020/3/4
二. 荧光分析的应用
1. 无机化合物 在紫外光照射下会发生荧光的无机化合物很少，主要依赖于
0.60
λexmax(nm) 205 286
365
390
λ max em
(nm)
278
321
400
480
3. 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。
芴
F=1
戊省 0.52 580 640
联苯
F=0.2
-O
O
O
荧光黄
C
COO产生荧光
F=0.92
-O
O
酚酞
C COO不产生荧光
检测器
数据处理 仪器控制
荧光(磷光)分光光度计:
光源
激发 单色器
2020/3/4
样品池
发射 单色器 检测器
分子发光分析jPPT课件
第一节
三、荧光的产生与分子结构的 关系
分子荧光与磷光
relation between fluorescence
and molecular structure
molecular fluorescence 四、影响荧光强度的因素
and phosphorescence
influenced factor of fluorescence
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
系间窜跃 内转移 外转移 振动弛豫
2020/12/29
内转换
振动弛豫 内转换
S2
系间跨越
S1
能
T1 T2
量
吸 收
发
射
外转换
荧
光
发
射
磷 振动弛豫 光
S0
λ3
λ1
λ2
λ 2
2020/12/29
无辐射跃迁
☆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，其速率极快，约10-14-10-12s。 ☆内转换：相同多重态的两个电子能级间，由高能级回到低 能级的分子内过程，取决于两能级的能量差，约10-13-10-11s。 ☆外转换：激发态分子与溶剂与其他溶质相互作用、能量转 换而使荧光 （或磷光）减弱甚至消失的过程。 ☆系间窜跃： 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，其速率极慢，约10-6-10-2s。
1. 激发光谱曲线
如果将激发光的光源用单色器分光，测定不同波长激发光照 射下荧光强度的变化，以激发波长为横坐标，荧光强度为纵 坐标作图，便可得到荧光物质的激发光谱。（图中红线）。
第12章 荧光分析法
荧光猝灭剂：引起荧光熄灭的物质。 荧光猝灭剂：引起荧光熄灭的物质。
例：卤素离子、重金属离子、氧分子、硝基化合物、羰基等 卤素离子、重金属离子、氧分子、硝基化合物、
自吸收现象： 自吸收现象：荧光物质发出的荧光被荧光物质的 基态吸收or激发态分子之间的碰撞 激发态分子之间的碰撞， 基态吸收or激发态分子之间的碰撞， 导致非辐射跃迁概率增大， 导致非辐射跃迁概率增大，荧光效率 降低。 降低。 增大荧光物质的浓度， 增大荧光物质的浓度，会产生荧光自熄灭现 浓度越大，此现象越严重。 象，浓度越大，此现象越严重。
化学发光：由化学反应提供激发能， 化学发光：由化学反应提供激发能，激发 产物分子或其他共存分子产生的光辐射。 产物分子或其他共存分子产生的光辐射。 化学发光与荧光、 化学发光与荧光、磷光的区别是激发能不 而它们的光谱十分相似。 同，而它们的光谱十分相似。 化学发光特点：灵敏度高， 化学发光特点：灵敏度高，对气体和痕量 金属离子的检出限可达ng/ml 金属离子的检出限可达
磷光发射： 磷光发射：分子由三线态返回到基态的各个振动能 级而发出光辐射。 级而发出光辐射。 激发三线态的最低振动能级比激发单线态的 最低振动能级能量低， 最低振动能级能量低，磷光辐射的能量比荧光更 磷光的波长长于荧光。 小，磷光的波长长于荧光。 激发三重态的平均寿命为10 s，因此， 激发三重态的平均寿命为10-4～10 s，因此，磷光 在光照停止后仍可维持一段时间。 在光照停止后仍可维持一段时间。
荧光与分子结构的关系
-O O C COOO
（1）
荧光黄
苯并芘
共轭双键体系越大, 共轭双键体系越大,越易产生荧光
刚性平面结构有利于荧光的产生； *刚性平面结构有利于荧光的产生； *有机配位剂与金属离子形成合物后荧光 强度大大增强。 强度大大增强。 *给电子取代基（如－OH、－ 2、－ 、 、－NH 、－OR、 给电子取代基（ 、－ 使共轭体系增大，荧光增强； －NR2等 ）使共轭体系增大，荧光增强； （－NO 、－COOH、C＝O、 吸电子取代基（－ 2、－ 、 ＝ 、 卤素离子等），荧光减弱。 ），荧光减弱 卤素离子等），荧光减弱。
仪器分析-荧光分析法(第十二章)
4、荧光（fluorescence） 过程：电子由单重态的第一激发态最低振动能级跃迁到基态的 任一振动能级而发射的光量子为荧光 特点：发生在激发单重态最低振动能级与基态之间。时间约为
10-7～10-9 s。
注：
发射荧光的能量比吸收的能量小
1 > 0
即发射波长 > 激发波长
硫酸奎宁的激发光谱和荧光光谱
跃迁类型 基态→激发单重态S* 基态→激发三重态T*
所需能量
自旋方向 跃迁几率
大
不变 接近于1
小
改变 10－6（光学禁阻）
2、荧光的产生
处于激发态的分子返回到基态共有以下几种途径：
回基态途径
无辐射跃迁 1 2 内部能 量转换 3 6
外部能量 转换
辐射跃迁 4 荧光 5 磷光
振动 弛豫
体系间 跨越
1、振动弛豫（vibrational relexation） 过程：从电子激发态的某一振动能级以非辐射跃迁的方式， 回到同一电子激发态的最低振动能级的过程为振动驰豫 特点：发生在同一个电子能级内不同振动能级间的跃迁；时 间约10-12秒。
激发光谱与荧光光谱上的λmax是定性定量的依据
荧光光谱的特点（重点）
（1）斯托克斯位移：荧光发射波长总是大于激发波长。
原因：无辐射跃迁能量损失，包括振动弛豫和内部能量转换等
（2） 荧光发射光谱的形状与激发波长无关
原因：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(如图)。 （3） 荧光发射光谱与激发光谱的 镜像关系 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。
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
第12章 分子发光分析21414PPT课件
第12章 分子发光分析法
Molecular Luminescence Analysis
2020/11/22
分子发光包括荧光，磷光，化学发光。
室温下，大多数分子处于基态的最低振 动能级，处于基态的分子吸收能量（光能、 化学能、电能）后被激发为激发态，激发态 不稳定，将很快衰变到基态，若返回到基态 时伴随着光子的辐射，这种现象称为“发光 ”。
（3） 溶液pH
如苯酚在酸性溶液中呈现荧光，但在碱性溶液中，无荧光 再如 苯胺在pH7～12时以分子形式存在, 有蓝色荧光，而在 pH小于2大于13的溶液中分别以阳离子和阴离子存在,都不发 荧光。
因此在荧光分析中要严格控制溶液的pH值。
2020/11/22
（4）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 光强度降低的现象称为荧光猝灭。能引起荧光强度降低的物 质称为猝灭剂。 猝灭机理：碰撞；反应
2020/11/22
12-2 荧光分析法原理 一、荧光产生过程
2020/11/22
S2 S1
S0
T1 T2
内转换
振动弛豫
S2
S1
能 量
吸 收
发
射
外转换
荧
光
S0
l1
l 2 l 2
非辐射能量传递过程
振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式由高振动能级 至低相邻振动能级间的跃迁。 内转换：电子能级间的无辐射跃迁过程。如S2—S1. 系间跨越: S1~T1能级之间有重叠 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。
0.46
0.60
λexmax(nm) 205 286
365
390
Molecular Luminescence Analysis
2020/11/22
分子发光包括荧光，磷光，化学发光。
室温下，大多数分子处于基态的最低振 动能级，处于基态的分子吸收能量（光能、 化学能、电能）后被激发为激发态，激发态 不稳定，将很快衰变到基态，若返回到基态 时伴随着光子的辐射，这种现象称为“发光 ”。
（3） 溶液pH
如苯酚在酸性溶液中呈现荧光，但在碱性溶液中，无荧光 再如 苯胺在pH7～12时以分子形式存在, 有蓝色荧光，而在 pH小于2大于13的溶液中分别以阳离子和阴离子存在,都不发 荧光。
因此在荧光分析中要严格控制溶液的pH值。
2020/11/22
（4）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 光强度降低的现象称为荧光猝灭。能引起荧光强度降低的物 质称为猝灭剂。 猝灭机理：碰撞；反应
2020/11/22
12-2 荧光分析法原理 一、荧光产生过程
2020/11/22
S2 S1
S0
T1 T2
内转换
振动弛豫
S2
S1
能 量
吸 收
发
射
外转换
荧
光
S0
l1
l 2 l 2
非辐射能量传递过程
振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式由高振动能级 至低相邻振动能级间的跃迁。 内转换：电子能级间的无辐射跃迁过程。如S2—S1. 系间跨越: S1~T1能级之间有重叠 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。
0.46
0.60
λexmax(nm) 205 286
365
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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。