仪器及药物分析083-3荧光、质谱

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1、第二节光学分析一、原子吸收光谱二、紫外–可见分光光度法三、红外分光光度法四、荧光分光光度法五、有机质谱法五、荧光分子光度法（一）基本原理（二）荧光分光光度计（三）特点、方法与应用荧光（fluorescence）现象的第一次记录：1575年，西班牙内科医生和植物学家N.Monardes，观察到LignumNephriticum木头切片的水溶液呈现天蓝色。第一次被提议用于分析：1864年，Stokes第一次用于分析：1867年，Goppelsröder根据Al-桑色素配合物的荧光，建立了Al3+的荧光测定方法。当物质分子吸收了一定波长的紫外光能之后，基态电子跃

2、迁到第一激发态，处于激发态的电子首先以无辐射的方式下降到第一激发态的低能级，而后再回到基态时，所发射出的光称为荧光。荧光是一种以光能为激发源的发射光，且波长比激发态波长更长，所以，利用物质的荧光现象而建立的分析方法称为荧光分光光度法。（一）基本原理荧光定量分析原理荧光是由物质在吸收光能之后产生的发射光，其荧光强度与物质吸收光能的程度和产生荧光的物质有关。荧光效率φ——反映荧光强度的重要参数荧光强度If应与荧光物质的吸光强度(I0－I)和荧光效率φ成正比，即If=φ(I0－I)根据朗伯–比尔定律，和有关的运算，在一定的条件下，得：If=2.3φI0εcl=K

3、c（二）荧光分析光度计光源激发单色器样品池发射单色器检测器信号处理显示I0IfI荧光分光光度计部件1．光源：钨灯、汞灯、氙灯、激光激发光源应具有稳定性好、强度大、适用波长范围宽等特点。其中稳定性：影响测定的重现性和精密度；强度：影响测定的灵敏度。2．单色器：滤光片、光栅激发单色器和发射单色器3．检测器PMTPhotomultiplierCCDChargeCoupledDeviceCIDChargeInjectedDevice4．信号处理JobinYvonFluorolog-3荧光光谱仪1.稳态：S/Nmin4000:1(光子计数和全反射光路)2.10us

4、-10s以上(磷光寿命)10ps-10us(荧光寿命)3.波长范围：200-900nm(UV-VIS-NIR)4.扫描速度：150nm/s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：0.1～0.1μg/cm-3相对灵敏度：0.05-0.005ppb（0.05MH2SO4)选择性高重现性好取样量少仪器不复杂（三）荧光分析方法的特点、方法及应用1．特点2．方法及应用检测：金属离子、有机物、生物分子生物分子相互作用研究疾病诊断定性分析：依据不同结构的物质所发射的荧光波长不同；定量分析：同种物质的稀溶液，其产生的荧光强度与浓度呈线性关系。分析方

5、法直接荧光法（能产生较强荧光的药物）间接荧光法（不能产生荧光或荧光很弱的药物）六、有机质谱法1.质谱基本知识质谱仪质谱分析原理质谱图2.离子峰的主要类型3.有机质谱中的裂解反应4.有机化合物的一般裂解规律和常见质谱图质谱法将化合物分子在高真空条件下，用高能电子轰击或强电场使其电离，电离产物按质荷比(m/z)大小进行分离记录所得图谱即所谓的质谱图。基峰高真空条件10-4-10-6Pa质荷比质量/电荷分离聚焦电离电场或高能电子轰击(~70ev,~6,000KJ.mol-1)M＋e-→M＋2e-•（1）质谱计质谱计须有进样系统、电离系统、质量分析器和检测记录系

6、统。为了获得良好分析，必须避免离子和气体分子的碰撞，凡有样品分子及离子存在和通过的地方，都处于真空状态。进样系统电离系统质量分析器检测记录系统1.气体扩散2.直接进样3.气相色谱1.电子轰击2.化学电离3.场致电离和场解吸4.快原子轰击5.电喷雾电离1.单聚焦2.双聚焦高真空系统电子轰击利用高速电子束撞击气态分子，将分解出的阳离子高速导入质量分离器中，按质荷比（m/z）的大小顺序收集，并以质谱图记录下来，根据质谱峰位置进行定性和结构分析，或根据强度进行定量分析。化学电离高能电子束和小分子反应气体，甲烷等，反应生成初级离子，CH4+.，再和样品分子反应，使之

7、电离。强致电离电场作用下，汽化样品分子的电离场解吸不需要汽化，将样品吸附在处理过的金属尖端，通以微电流，金属成为场离子发射体，使样品解吸，离子化。快原子轰击高能原子束轰击，采用基质负载样品，用于不稳定的极性分子。电喷雾电离样品溶液在强静电场作用下形成带高度电荷的雾状小液滴，溶剂不断挥发，液滴裂分，最终形成带电离子，可用于分子量大于20000的生物分子和络合物分析。离子源重离子路径离子收集器离子源结构（2）质谱分析原理质谱仪是利用电磁学原理，使带电的样品离子按质荷比进行分离的装置。离子电离后经加速进入磁场中，其动能与势能相等，即(1/2)m2=zU质量为m

8、,电荷为z的正电荷离子，经外加电场U的加速，离子的运动速度为υ。在