第8章 分子发光分析法ppt课件.ppt

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1、第4章（课本第8章）分子发光分析法主要内容§4.1概述§4.2分子荧光（*与磷光）分析法§*4.3化学发光分析法一、分子发光分析法类型分子发光分析法以分子发光作为检测手段的分析方法，包括荧光分析法、磷光分析法和化学发光分析法。光致发光(分子荧光和磷光):分子吸收光能被激发所产生的光。化学发光:由化学反应的化学能所激发产生的光。生物发光:由生物体体内化学反应释放出来的能量所激发产生的光。4.1概述灵敏度高。比吸收光度法一般要高2~3个数量级。选择性比较高。物质对光的吸收具有普遍性，但吸光后并非都有发光

2、现象。即便都有发光现象，但在吸收波长和发射波长方面不尽相同，这样就有可能通过调节激发波长和发射波长来达到选择性测定的目的。样品量小，操作简便，工作曲线的动态线性范围宽。发光分析法在光学传感器以及在生物医学、药学和环境科学等方面的应用显示了它的优越性。二、分子发光分析法特点§4.1概述一、基本原理1.单重态(S)与三重态(T)单重激发态中电子的自旋方向仍然和处于基态轨道的电子配对，而三重激发态中的两个电子平行自旋.单重态分子具有抗磁性,三重态具有顺磁性；能量:单重态较高，激发三重态稍低；寿命:单重态较短

3、(10-8s)，三重态激发态较长(10-4-1s)。基态单重态激发单重态激发三重态§4.2分子荧光与磷光光谱分析法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.传递途径辐射跃迁荧光延迟荧光磷光内转移外转移系间跨越振动弛豫无辐射跃迁§4.2分子荧光与磷光光谱分析法S2S1S0T1吸收发射荧光发射磷光系间跨越内转换振动弛豫能量l2l1l3外转换l2T2内转换振动弛豫§4.2分子荧光与磷光光谱分析法非辐射能量传递过程振动弛豫-在同一电

4、子能级中，电子由高振动能级转至低振动能级，将多余的能量以热的形式发出，时间约为10-5s。内转移-当两个电子能级有重叠时，电子由高能级以无辐射跃迁方式转移至低能级．系间窜跃-多重态间的无辐射跃迁．外转换：激发分子与溶剂或其他分子之间相互作用而转移能量的非辐射跃迁。§4.2分子荧光与磷光光谱分析法荧光发射:处于第一激发单重态中的电子跃回至基态各振动能级时，得到最大波长与吸收的光辐射不同的荧光．10-7～10-9s.磷光发射:处于第一激发三重态最低振动能级的电子跃回至基态时，发射磷光。10-4～10s电子

5、由基态单重态激发至第一激发三重态的几率很小-禁阻跃迁．磷光发射过程：由第一激发单重态的最低振动能级，以系间窜跃方式转至第一激发三重态，经过振动弛豫转至其最低振动能级，跃回至基态时便发射磷光。§4.2分子荧光与磷光光谱分析法3、荧光/磷光光谱曲线荧光或磷光光谱曲线：荧光或磷光强度与发射光波长的关系固定激发光波长为其最大激发波长，测量发射不同波长的荧光或磷光强度。激发光谱曲线：荧光强度与激发光波长的关系固定测量波长为荧光/磷光的最大发射波长，改变激发波长，测量荧光或磷光强度。§4.2分子荧光与磷光光谱分析

6、法4.荧光、磷光与分子结构的关系A.产生荧光的必备条件（1）具有合适的结构；（2）具有一定的荧光量子产率。量子产率（荧光效率）kf为荧光发射过程的速率常数，主要取决于化学结构;ki为其它有关过程的速率常数的总和,主要取决于化学环境，也与化学结构有关.§4.2分子荧光与磷光光谱分析法B.化合物的结构与荧光（1）跃迁类型:*→的荧光效率高，有利于荧光的产生；（2）共轭效应:提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移（3）刚性平面结构：降低分子振动，减少与溶剂的相互作用，故具有很强的荧光。§4.2分子荧光与

7、磷光光谱分析法大的共轭键结构形成刚性平面结构取代基团为给电子取代基强荧光物质所具有的结构特征§4.2分子荧光与磷光光谱分析法（1）大的共轭键结构化合物名化合物结构FEXnmEMnm苯0.11205278萘0.29286321蒽0.46365400丁省0.60390480戊省0.52580640稠环芳烃§4.2分子荧光与磷光光谱分析法（2）刚性平面结构例1荧光素与酚酞F0.92§4.2分子荧光与磷光光谱分析法F1F0.2例2芴与联苯§4.2分子荧光与磷光光谱分析法例3偶氮苯与杂氮菲

8、§4.2分子荧光与磷光光谱分析法例4荧光衍生物硫胺素，VB1，非荧光硫胺荧，强荧光§4.2分子荧光与磷光光谱分析法给电子基团-增强荧光；吸电子基团-减弱荧光；卤素原子因重原子效应而减弱荧光.空间结构及存在环境对荧光也有不同影响.（3）取代基效应:不同的取代基对荧光光谱及其强度有很大的不同。§4.2分子荧光与磷光光谱分析法给电子取代基增强荧光—NH2,—NHR,—NR2,—OH,—OR,等EM285-365nm270-310nm310-405nm相对荧光