大学仪器分析教学课件(分子荧光与磷光分析法)
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phosphorescence analysis and application
analysis
06:05:03
一、仪器结构流程
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，光源与检测器通常成直角。 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 样品池：石英 检测器：光电倍增管。
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6.磷光分析仪 和荧光分析仪器基本相似。在荧光分光光度计
上配上磷光附件后，即可用于磷光定。 （1）试样室
将试样放在盛液氮的石英杜瓦瓶内，即可用于 低温磷光测定。 （2）磷光镜
有些物质同时会发生荧光和磷光，为了能在同 时有荧光现象的体系中测定磷光，通常必须在激发 光单色器和液槽之间以及在液槽和发射光单色器之 间各装一个斩波片，并由一个同步马达带动，这种 装置称作磷光镜。
第四章 分子发光分析法
molecular luminescence
analysis
第二节 分子荧光与磷光分析法
molecular fluorescence and phosphorescence
一、 仪器与结构流程
instrument and general process 二、 荧光分析法和应用
fluorescence analysis and application 三、 磷光分析法及应用
在一定条件下，φp、I0、ε、b均为常数，所以上式可写成：
Ip=Kc
即磷光强度与磷光物质的浓度c成正比。
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2.温度对磷光强度的影响 随着温度的降低，磷光逐渐增强 3.重原子效应 使用含有重原子的溶剂或在磷光物质中引入 重原子取代基，都可以提高磷光物质的磷光 强度，这种效应称作重原子效应。 4.低温磷光 用液氮作冷却剂（77K）
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（2）定量方法
标准曲线法： 配制一系列标准浓度试样测定荧光强度，绘制标准曲
线，再在相同条件下测量未知试样的荧光强度，在标准曲线 上求出未知试样的浓度； 比较法：
在线性范围内，测定标样和试样的荧光强度，比较；
IS CS IX CX
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3.荧光分析法的应用
目前荧光分析大多用于定量分析，由于自身发射荧光 的化合物不多，因此往往利用有机试剂与荧光较弱或不显荧 光的物质结合形成发荧光的配合物来进行测定。
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7、磷光分析法的应用
磷光分析法在无机化合物的测定中应用 较少，它主要用于测定有机化合物。 (1).稠环芳烃分析
采取固体表面室温磷光分析法快速灵敏测定稠环芳烃和 杂环化合物（致癌物质）；见表
(2).农药、生物碱、植物生长激素的分析 (3).药物分析
见表
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(1)无机化合物的分析
与有机试剂形成配合物后测量；可测量约60多种元素。
（2）有机化合物的分析
芳香族化合物具有共轭的不饱和结构，多能发生荧光，可以 直接进行荧光测定；而脂肪族化合物的分子结构较简单，本 身能发荧光的很少，须与某些试剂反应后才能进行分析。
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（2）胶束增稳的溶液室温磷光法 当向溶液中加入适量的表面活性剂，形成胶
束，由于胶束的多相性，改变了磷光团的微 环境和定向的约束力，从而强烈影响了磷光 团的物理性质，减小了内转化和碰撞能量损 失等非辐射去活化过程的趋势，明显增加了 三重态的稳定性，从而可以实现在溶液中测 量室温磷光。
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内容选择
第一节 分子荧光和磷光
molecular fluorescence and phosphorescence
第二节 分子荧光和磷光分析法
molecular fluorescence and phosphorescence analysis
第三节 分子发光分析
chemiluminescence analysis 结束
06:05:03
5.室温磷光 由于低温磷光需要低温实验装置、溶剂选择 的限制，发展了以下几种室温磷光法： （1）固体表面室温磷光法 此法基于测量室温下吸附于固体基质（载 体）上的有机化合物所发射的磷光。理想的 载体是既能将分析物质牢固地束缚在表面或 基质中以增加刚性，并减小三重态的碰撞猝 灭等非辐射去活化过程，而本身又不产生磷 光背景。
三、磷光分析法及应用
与荧光相比，磷光具有两个特点
wenku.baidu.com
（1）磷光辐射的波长比荧光长
（2）磷光的寿命比荧光长
1.磷光强度与磷光物质浓度的关系
当磷光物质浓度很小时，磷光强度Ip与磷光物质浓度c之 间的关系式为
Ip=2.3φpI0εbc 式中：φp为磷光效率，I0为激发光的强度，ε磷光物质的摩尔 吸收系数，b为试样池的光程。
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二、荧光分析方法与应用
1. 特点
（1）灵敏度高 比紫外-可见分光光度法高2～4个数量级； 检测下限：0.1～0.001g/cm-3
（2）选择性强 既可依据特征发射光谱，又可根据特征激发光谱；
（3）试样量少 缺点：应用范围小。
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2.定量依据与方法
(1)定量依据
当荧光物质浓度很小时，荧光强度If与荧光物质浓度c之间的 关系式为
If=2.3φfI0εbc 式中：φf为荧光效率，I0为激发光的强度，ε荧光物质的摩尔 吸收系数，b为试样池的光程，c为荧光物质的浓度。
在一定条件下，φf、I0、ε、b均为常数，所以上式可写成 If=Kc
即荧光强度与荧光物质的浓度c成正比。 荧光强度和溶液浓度呈线性关系，只限于极稀的溶液。
对于较浓溶液，会产生浓度猝灭现象。
analysis
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一、仪器结构流程
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，光源与检测器通常成直角。 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 样品池：石英 检测器：光电倍增管。
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6.磷光分析仪 和荧光分析仪器基本相似。在荧光分光光度计
上配上磷光附件后，即可用于磷光定。 （1）试样室
将试样放在盛液氮的石英杜瓦瓶内，即可用于 低温磷光测定。 （2）磷光镜
有些物质同时会发生荧光和磷光，为了能在同 时有荧光现象的体系中测定磷光，通常必须在激发 光单色器和液槽之间以及在液槽和发射光单色器之 间各装一个斩波片，并由一个同步马达带动，这种 装置称作磷光镜。
第四章 分子发光分析法
molecular luminescence
analysis
第二节 分子荧光与磷光分析法
molecular fluorescence and phosphorescence
一、 仪器与结构流程
instrument and general process 二、 荧光分析法和应用
fluorescence analysis and application 三、 磷光分析法及应用
在一定条件下，φp、I0、ε、b均为常数，所以上式可写成：
Ip=Kc
即磷光强度与磷光物质的浓度c成正比。
06:05:03
2.温度对磷光强度的影响 随着温度的降低，磷光逐渐增强 3.重原子效应 使用含有重原子的溶剂或在磷光物质中引入 重原子取代基，都可以提高磷光物质的磷光 强度，这种效应称作重原子效应。 4.低温磷光 用液氮作冷却剂（77K）
06:05:03
（2）定量方法
标准曲线法： 配制一系列标准浓度试样测定荧光强度，绘制标准曲
线，再在相同条件下测量未知试样的荧光强度，在标准曲线 上求出未知试样的浓度； 比较法：
在线性范围内，测定标样和试样的荧光强度，比较；
IS CS IX CX
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3.荧光分析法的应用
目前荧光分析大多用于定量分析，由于自身发射荧光 的化合物不多，因此往往利用有机试剂与荧光较弱或不显荧 光的物质结合形成发荧光的配合物来进行测定。
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7、磷光分析法的应用
磷光分析法在无机化合物的测定中应用 较少，它主要用于测定有机化合物。 (1).稠环芳烃分析
采取固体表面室温磷光分析法快速灵敏测定稠环芳烃和 杂环化合物（致癌物质）；见表
(2).农药、生物碱、植物生长激素的分析 (3).药物分析
见表
06:05:03
(1)无机化合物的分析
与有机试剂形成配合物后测量；可测量约60多种元素。
（2）有机化合物的分析
芳香族化合物具有共轭的不饱和结构，多能发生荧光，可以 直接进行荧光测定；而脂肪族化合物的分子结构较简单，本 身能发荧光的很少，须与某些试剂反应后才能进行分析。
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（2）胶束增稳的溶液室温磷光法 当向溶液中加入适量的表面活性剂，形成胶
束，由于胶束的多相性，改变了磷光团的微 环境和定向的约束力，从而强烈影响了磷光 团的物理性质，减小了内转化和碰撞能量损 失等非辐射去活化过程的趋势，明显增加了 三重态的稳定性，从而可以实现在溶液中测 量室温磷光。
06:05:03
内容选择
第一节 分子荧光和磷光
molecular fluorescence and phosphorescence
第二节 分子荧光和磷光分析法
molecular fluorescence and phosphorescence analysis
第三节 分子发光分析
chemiluminescence analysis 结束
06:05:03
5.室温磷光 由于低温磷光需要低温实验装置、溶剂选择 的限制，发展了以下几种室温磷光法： （1）固体表面室温磷光法 此法基于测量室温下吸附于固体基质（载 体）上的有机化合物所发射的磷光。理想的 载体是既能将分析物质牢固地束缚在表面或 基质中以增加刚性，并减小三重态的碰撞猝 灭等非辐射去活化过程，而本身又不产生磷 光背景。
三、磷光分析法及应用
与荧光相比，磷光具有两个特点
wenku.baidu.com
（1）磷光辐射的波长比荧光长
（2）磷光的寿命比荧光长
1.磷光强度与磷光物质浓度的关系
当磷光物质浓度很小时，磷光强度Ip与磷光物质浓度c之 间的关系式为
Ip=2.3φpI0εbc 式中：φp为磷光效率，I0为激发光的强度，ε磷光物质的摩尔 吸收系数，b为试样池的光程。
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二、荧光分析方法与应用
1. 特点
（1）灵敏度高 比紫外-可见分光光度法高2～4个数量级； 检测下限：0.1～0.001g/cm-3
（2）选择性强 既可依据特征发射光谱，又可根据特征激发光谱；
（3）试样量少 缺点：应用范围小。
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2.定量依据与方法
(1)定量依据
当荧光物质浓度很小时，荧光强度If与荧光物质浓度c之间的 关系式为
If=2.3φfI0εbc 式中：φf为荧光效率，I0为激发光的强度，ε荧光物质的摩尔 吸收系数，b为试样池的光程，c为荧光物质的浓度。
在一定条件下，φf、I0、ε、b均为常数，所以上式可写成 If=Kc
即荧光强度与荧光物质的浓度c成正比。 荧光强度和溶液浓度呈线性关系，只限于极稀的溶液。
对于较浓溶液，会产生浓度猝灭现象。