《荧光分析法》ppt课件

《《荧光分析法》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章荧光分析法3.1概述3.2荧光光谱的基本原理3.3定量分析方法3.4荧光分析技术及应用3.1概述荧光和磷光的发展简史基本概念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-天蓝色荧光；1852年：Stokes阐明荧光发射机制(奎宁和叶绿素的荧光)；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；15世纪:磷光被发现(重晶石在

2、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分混合物分析；1963年：广泛用于血液及尿液中痕量药物及农药残留量分析。3.1概述>>3.1.1荧光和磷光的发展简史3.1概述>>3.1.2.基本概念处于基态的分子吸收能量被激发至激发态，然后从不稳定的激发态释放能量返回至基态。如果通过碰撞以热能或动能的形式释放能量回到基态，称为无辐射跃迁；如果是以辐射(发射光子)的形式回到基态，此种现象称为光致发光。常见的光致发光包括荧光和磷光。荧光光谱法：基于化合物的荧光

3、测量而建立起来的分析方法，称为荧光光谱法。特点：灵敏度高，检测限通常在ppb级(荧光10-7-10-9mg/mL)；发光参数多，可进行动力学分析；分析线性范围比吸收光谱法宽；选择性比吸收光谱法好。3.2基本原理3.2.1分子荧光光谱的产生3.2.2激发光谱和发射光谱3.2.3发光参数3.2.4影响物质发光的因素3.2基本原理>>3.2.1分子荧光光谱的产生分子能级与电子能级的多重态荧光和磷光的产生3.2基本原理>>3.2.1分子荧光光谱的产生分子能级与电子能级的多重态基态：处于基态的分子，由于成对电子填充在能量最低的各轨道

4、中，能量最低最稳定，所处的能态称为基线单重态(图示A状态)。单重态：当基态一对电子中的一个被激发到较高能级，其自旋方向不会立刻改变，分子仍处于单重态—激发单重态(图示B状态)。三重态：如果某电子在跃迁过程中，发生自旋方向改变，则分子具有两个自旋不配对、自旋方向平行的电子，即分子处于激发三重态。激发三重态能量比激发单重态略低(图示C状态)。光吸收过程失活过程发光失活分子间能量转移失活非辐射失活荧光磷光振动驰豫内转换外转换系间窜跃3.2基本原理>>3.2.1分子荧光光谱的产生>>2.荧光和磷光的产生复习电磁波谱：光的波粒二象性

5、γ射线X射线紫外光可见光红外光微波无线电波λ/nm0.01104007605×1058×105MHz波长频率短高长低3.2基本原理>>3.2.1分子荧光光谱的产生>>2.荧光和磷光的产生吸收荧光磷光激发单重态激发三重态内转换振动驰豫系间窜跃振动驰豫外转换基态3.2基本原理>>3.2.1分子荧光光谱的产生>>2.荧光和磷光的产生3.2基本原理>>3.2.1分子荧光光谱的产生>>2.荧光和磷光的产生辐射跃迁－发光失活荧光：激发态分子从第一激发单线态S1的最低振动能级回到基态S0所发出的辐射。磷光：激发态分子从第一激发三重态T1

6、的最低振动能级回到基态S0所发出的辐射。波长关系：激发光＜荧光＜磷光。3.2基本原理>>3.2.1分子荧光光谱的产生>>2.荧光和磷光的产生无辐射失活振动弛豫：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，其效率较高内转换：当两个电子能级非常接近以致其振动能级有重叠时，电子由高能级回到低能级的过程。外转换：激发态分子与溶剂、溶质分子之间发生相互碰撞而失去能量的过程。系间窜越：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。任何荧光化合物都具有激发光谱(吸收光谱)和发射光谱(荧光或磷光光谱)两种

7、特征光谱3.2基本原理>>3.2.2激发光谱和发射光谱3.2基本原理>>3.2.2激发光谱和发射光谱激发光谱和发射光谱具有三个特点：⑴斯托克斯位移，波长：荧光＞激发光；⑵荧光光谱和激发光谱大致成镜像对称；⑶荧光发射光谱的形状与激发光波长无关。图11-3蒽的激发光谱和荧光光谱3.2基本原理>>3.2.2激发光谱和发射光谱图11-4蒽(乙醇)的激发光谱和不同激发波长下的荧光发射光谱/nm3.2基本原理>>3.2.3发光参数荧光寿命(τf)：除去激发光源后，分子的荧光强度降低到激发时最大荧光强度的一半所需的时间称为荧光寿命(10

8、-8∼10-10s)。荧光物质受到一个极短时间的脉冲光激发后，荧光强度从激发态到基态的变化，可用指数衰减定律表示：Ft=F0e-Kt。F0、Ft：开始时和t时的荧光强度，K为衰减常数。荧光产率()：又称为荧光量子产率、荧光效率。3.2基本原理>>3.2.4影响物质发光的因素1.内部因素：分子结构对荧光