第四章-荧光分析法ppt课件.ppt

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1、仪器分析第四章荧光分析法学习目的通过学习荧光分析法的基本原理、荧光分光光度计构造及荧光分析的新技术等内容，达到熟悉荧光分析法在药物分析中应用的目的。学习要点激发光谱、荧光光谱；产生荧光的条件；荧光强度的影响因素；荧光法分析条件的选择；荧光法的定量依据及适用条件。目录第一节荧光分析法的基本原理第二节荧光分光光度计第三节荧光分析法分析条件的选择第四节荧光分析法的应用一、荧光发现16世纪人们观察到当用紫外和可见光照射到某些物质时，这些物质就会发出不同强度和不同颜色的光，而当照射停止时，物质的发光也随之很快消失。直到1852年，Stokes在

2、考察奎宁和叶绿素的荧光时，用分光光度计观察到其荧光的波长比入射光的波长稍微长些，才判断这种现象是这些物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，从而导入了荧光是光发射的概念。概述二、分子发光的类型1、按激发的模式分类：2、按分子激发态的类型分类：分子发光光致发光化学发光热致发光场致发光分子发光荧光磷光三、荧光分析法的特点1、灵敏度高2、选择性强3、工作曲线线性范围宽一、分子荧光的产生二、激发光谱与荧光光谱三、荧光与分子结构的关系四、影响荧光强度的外部因素第一节荧光分析法的基本原理（一）分子中电子能级的多重性（二）荧光的产生1、振动弛豫2、内

3、部能量转换3、荧光发射4、外部能量转换5、体系间跨越6、磷光发射一、分子荧光的产生电子的多重态是一种电子的运动状态，用M=2s+1表示，s为各电子自旋量子数的代数和其值为0或1。若分子中所有电子都是自旋配对的，则s=0，M=1，该分子处于单重态，用S表示。大多数有机化合物分子的基态都处于单重态。（一）分子中电子能级的多重性电子激发态的多重态M=2S+1基态分子吸收能量后，若电子在跃迁过程中不发生自旋方向的变化，仍然是M=1，分子处于激发的多重态，用S*表示。若电子在跃迁过程中伴随自旋方向的变化，分子中便具有两个自旋不配对的电子，s=1

4、，M=3，分子处于激发的三重态，用T1*表示。S*与T1*的区别在于电子自旋方向不同，T1*能级较S*稍低一些。（一）分子中电子能级的多重性电子激发态的多重态M=2S+1S2*S1*S0T1*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（二）荧光的产生处于激发态的分子是不稳定的，它可通过辐射跃迁和非辐射跃迁的形式释放多余能量而返回基态。辐射跃迁主要涉及荧光、延迟荧光、磷光发射。无辐射跃迁指以热的形式释放多余的能量，包括振动弛豫、内部能量转换、体系间跨越、外部能量转换。（二）荧光的产生传递途

5、径辐射跃迁荧光磷光内转换外转换系间跨越振动弛豫无辐射跃迁1、荧光发射：电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态（多为S1→S0跃迁），发射波长λ′2的荧光。2、磷光发射：电子由第一激发三重态的最低振动能级→基态（T1→S0跃迁）。S2*S1*S0T1*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（二）荧光的产生3、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。发生振动弛豫的时间10-12s。4、内转换：同多重态电子能级中，等能级间的无辐射能级交换的过程。通过

6、内转换和振动弛豫，高激发单重态的电子跃回第一激发单重态的最低振动能级。S2*S1*S0T1*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（二）荧光的产生5、外转换：激发分子与溶剂或其他溶质分子之间产生相互作用而转移能量的非辐射跃迁。外转换使荧光或磷光减弱或“淬灭”。6、系间跨越：不同多重态,有重叠的转动能级间的非辐射跃迁。S2*S1*S0T1*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（二）荧光的产生（一）激发光谱与荧光光谱（二）荧光光谱特征

7、二、激发光谱与荧光光谱荧光强度：指发射荧光的光的强度。荧光强度F与荧光物质浓度c，激发光强度I0的关系为F=φfI0(1-10-εbc)其中φf为荧光量子产率，ε为摩尔吸光系数，b为液池厚度。该式表明荧光强度与量子产率成正比，但与荧光物质浓度没有直线关系。稀溶液时，上式简化为F=2.3φfI0εbc=Kc此时，荧光强度与荧光物质浓度成正比。（一）激发光谱与荧光光谱1、激发光谱曲线（F−λex曲线）固定荧光的发射波长(即测定波长),改变入射光波长,得到荧光(磷光)强度与入射光波长的关系曲线。2、荧光光谱（F−λem曲线）固定激发光波长(

8、入射光波长),改变荧光的测定波长(发射波长),得到荧光强度与发射光波长关系曲线。（一）激发光谱与荧光光谱硫酸奎宁的激发光谱（a）及荧光光谱（b）1、Stokes位移指相同电子跃迁在吸收光谱和发射光谱中最强波长间的差值。发