分子发光荧光和磷光(2)

1、关于分子发光荧光与磷光 (2)第一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月12.1 分子发光的基本原理第一次记录荧光现象的是16世纪西班牙的内科医生和植物学家N.Monardes，1575年他提到在含有一种称为“Lignum Nephriticum”的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱的天蓝色。直到1852年，Stokes在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，而不是由光的漫射作用所引起的，从而导入了荧光是光发射的概念，他还由发荧光的矿石“萤石”推演而提出“荧光”这一术语。1867年，Gopp

2、elsroder进行了历史上首次的荧光分析工作，应用铝桑色素配合物的荧光进行铝的测定。19世纪以前，荧光的观察是靠肉眼进行的，直到1928年，才由Jette和West提出了第一台荧光计。第二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月一. 分子荧光与磷光的产生1. 单重态与三重态2. 分子的活化与去活化3.分子发光的类型按激发的模式分类： 按分子激发态的类型分类： 光致发光化学发光/生物发光热致发光场致发光摩擦发光 分子发光分子发光荧光磷光瞬时荧光迟滞荧光按光子能量分类：斯托克斯荧光(Stokes)： ex em共振荧光(Resonance)： ex = em 荧光 第三张，PPT共三十七页，创

3、作于2022年6月分子的活化与去活化S0S1T1S2紫外可见吸收光谱外转移紫外可见共振荧光光谱内转移荧光系间窜跃磷光反系间窜跃迟滞荧光振动弛豫. 无辐射跃迁的类型振动弛豫: Vr 10-12sec外 转 移:无辐射跃迁回到基态内 转 移:S2S1能级之间有重叠系间窜跃: S2T1能级之间有重叠反系间窜跃:由外部获取能量后 T1 S2. 辐射跃迁的类型共振荧光：10-12 sec荧 光：10-8 sec磷 光：110-4 sec迟滞荧光:10210-4 sec第四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月二. 分子荧光(磷光)光谱1. 荧光(磷光)激发光谱与发射光谱荧光(磷光)均为光致发光，在光

4、辐射的作用下，荧光物质发射出不同波长的荧光。A. 激发光谱固定em=620nm(MAX)ex =290nm (MAX)固定发射波长扫描激发波长荧光激发光谱与紫外-可见吸收光谱类似第五张，PPT共三十七页，创作于2022年6月ex =290nm (MAX)固定em=620nm(MAX)固定ex=290nm (MAX)em= 620nm(MAX)B. 发射光谱(荧光光谱)固定激发波长 扫描发射波长C. 激发光谱与发射光谱的镜像关系S04321S14321发射光谱的形状与激发波长无关：分子的激发光谱可能含有几个激发带，但发射光谱只含一个发射带；即使分子被激发到高于S1的电子态，由于经过极快的内转换和

5、振动弛豫降到S1电子态的最低振动、转动能级，然后以辐射形式释放能量回到基态。1 41 31 2111 41 41 21 1第六张，PPT共三十七页，创作于2022年6月D.磷光光谱与发射光谱相同条件下的磷光光谱激发光谱发射光谱第七张，PPT共三十七页，创作于2022年6月2. 三维荧光光谱I F f (ex 、em)蒽的激发光谱固定发射波长、扫描激发波长第八张，PPT共三十七页，创作于2022年6月I F f (ex 、em)蒽的发射光谱固定激发波长、扫描发射波长第九张，PPT共三十七页，创作于2022年6月蒽的三维等高线光谱图 第十张，PPT共三十七页，创作于2022年6月蒽的三维等荧光强度

6、光谱第十一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月VB1和VB2的三维荧光光谱第十二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月RLSDSTSATSADS散射片三维共振光散射光谱3.三维共振光散射光谱ADSATSTSRLSDS散射片三维共振光散射等高线光谱图共振光散射瑞利散射固定ex=270nm拉曼光二级共振光散射三级共振光散射荧光光谱有用区间第十三张，PPT共三十七页，创作于2022年6月三. 分子荧光(磷光)强度与荧光物质浓度的关系1. 荧光强度(磷光)与浓度的关系光吸收定律（Lambert Beer Law）相应的吸光分数为：荧光强度（IF）与相应的吸光分数成正比：按照级数展开式：第十四

7、张，PPT共三十七页，创作于2022年6月对于稀溶液，当 bc0.05（磷光 bc1000 p(s)2.62.51.40.230.0140.00236.溶剂效应蓝移: E n * E n * 红移: E* E* 在极性溶剂中：无溶剂化作用有溶剂化作用第二十二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月三. 金属螯合物的荧光1. 螯合物中配位体的发光2. 螯合物中金属离子的发光8-羟基喹啉弱荧光8-羟基喹啉-Zn螯合物黄绿色强荧光2,2-二羟基偶氮苯无荧光2,2-二羟基偶氮苯-Al螯合物强荧光T1系间窜跃S0S1d *、f* d * d f* f 荧光分子内能量转移第二十三张，PPT共三十七页，创

8、作于2022年6月四. 荧光的熄灭1. 碰撞熄灭荧 光 熄 灭：荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子相互作用引起荧光强度降低或消失的现象。荧光熄灭剂：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧光熄灭剂。相对速率 1K1 M*K2 M* Q 与分子的直径、粘度、温度等因素有关。2. 能量转移熄灭再吸收过程：共振能量转移：分子内能量转移：hv激发发射熄灭第二十四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月3. 氧的熄灭作用氧分子是荧光、磷光的熄灭剂，4. 自熄灭与自吸收当荧光物质的浓度大于1g/L时，常发生荧光的自熄灭(浓度熄灭)自吸收：没有除氧，溶液中难以观察到磷光由于F 1，使荧光强度减弱或消失.形成二聚体：

9、由于二聚体不发荧光，或发射荧光的能量有改变，造成自熄灭现象。第二十五张，PPT共三十七页，创作于2022年6月12.3 荧光(磷光)分光光度计一. 主要组成及部件的功能荧光分光光度计工作原理基及仪器结构框图光源氙灯激发单色器样品池光电倍增管数据处理仪器控制光源样品池激发单色器检测器数据处理仪器控制发射单色器发射单色器问题：荧光分光光度计与紫外-可见分光光度计有何异同点？第二十六张，PPT共三十七页，创作于2022年6月二. 光源1. 光源的要求：发射强度足够且稳定的连续光谱光辐射强度随波长的变化小有足够长的使用寿命2.氙灯光源常用气体放电灯类型： 氙灯光源 高压汞光源波长范围：2001000n

10、m工作压力：520 atm启动电压：2040KV使用寿命：10002000h最广泛应用的连续光源： 发射波长范围宽 发射光强度大第二十七张，PPT共三十七页，创作于2022年6月3. 高压汞灯光源应用广泛的线光源：253.7 296.5 302.2 312.6313.2 365.0 365.5 366.3404.7 435.8 546.1 557.0579.0 (nm )光源样品池激发滤光片检测器数据处理仪器控制发射单色器光源样品池激发滤光片检测器数据处理仪器控制发射滤光片第二十八张，PPT共三十七页，创作于2022年6月玻璃滤光片的透射率干涉滤光片的透射率截止涉滤光片的透射率第二十九张，PP

11、T共三十七页，创作于2022年6月三. 单色器平面衍射光栅线色散率聚光本领分辨率四. 检测器光电倍增管 放大倍数：2n5n;n=10,103107， 最大108109五.样品池：液池、荧光池1.样品池的材料：与紫外-可见分光光度计的吸收池一样2. 吸收池的形状：紫外-可见分光光度计的吸收池两面透光 荧光分光光度计的样品池四面透光波长范围3. 使用注意事项容易破碎问题：紫外-可见分光光度计的吸收池与荧光分光光度计的样品池有什么区别？沾污问题闪跃特性第三十张，PPT共三十七页，创作于2022年6月六. 磷光分光光度计1. 光学系统与荧光分光光度计的区别光源样品池激发单色器检测器数据处理仪器控制发射

12、单色器切光器（斩波器）共振荧光：10-12 sec荧 光：10-8 sec磷 光：110-4 sec迟滞荧光：10010-4 sec2. 样品池与荧光分光光度计的区别通常情况下，样品池需要放在盛液氮的石英杜瓦瓶内，来测定低温磷光。第三十一张，PPT共三十七页，创作于2022年6月12. 荧光分析法的应用一. 工作曲线法荧光分析的灵敏度比紫外可见分光光度法高103104.荧光熄灭工作曲线法FxFCsCx直接荧光标准曲线法FCsFxCx二. 荧光分析法的灵敏度第三十二张，PPT共三十七页，创作于2022年6月在紫外光照射下会发生荧光的无机化合物很少，主要依赖于有机试剂形成的螯合物。三. 荧光分析的

13、应用1. 无机化合物直接荧光测定法其中，较常测定的元素有：Be、Al、B、Ga、Se、Mg、Zn、Cd与某些稀土元素；测定的灵敏度有些可以达到10-10;某些元素虽然不与有机试剂形成发荧光的配合物，但是它会与发荧光的配合物争夺配位体，组成不发荧光的配合，使其产生荧光熄灭，由荧光熄灭的强度此该元素的含量。较常测定的元素有：F、S、Fe、Ag、Co、Ni、Cu、Mo、W荧光熄灭测定法 自从1867年Goppelsroder进行了历史上首次的荧光分析工作，应用铝桑色素配合物的荧光进行铝的测定以来，采用有机试剂可以测定70多种元素。第三十三张，PPT共三十七页，创作于2022年6月催化荧光测定法较常测

14、定的元素有：Cr、Nb、U、Te、Pb某些元素虽然与有机试剂形成发荧光的配合物，但是反应速度慢，在某些微量元素的催化下，反应速度会加快，在特定的时间内可用来测定微量元素。低温荧光测定法常测定的元素有：Cu、Be、Fe、Co、Os、Ag、Au、Zn、Al、Ti、V、Mn、Er、H2O2、CN某些微量元素存在，会催化发荧光的配合物产生荧光熄灭，在特定的时间内可用来测定微量元素。溶液温度的降低，显著增强溶液的荧光强度。液氮 1960C较常测定的元素有：Ce、Sm、Tb 等稀土元素Sb、V、Pb、Bi、Nb、Mn固体荧光测定法固体荧光发在荧光分析中也经常用到。第三十四张，PPT共三十七页，创作于2022年6月芳香族化合物存在共轭的不饱和体系，是有机化合物荧光测定的主要类型。. 有机化合物待测物试剂 exmaxemmax测定范围 ppm丙三醇苯胺紫外蓝色0.12糠醛蒽酮4655051.515氨基酸氧化酶3154250.0150维生素A无水乙醇345490020蛋白质曙红丫紫外5400.066肾上腺素乙二胺4205250.0010.02 青霉素-甲氧基-氯-(-氨乙基)-氨基氮杂蒽4205000.06250.625