荧光光谱仪原理及其使用方法详解演示文稿

荧光光谱仪原理及其使用方法详解演示文稿目前一页\总数四十八页\编于十九点（优选）荧光光谱仪原理及其使用方法目前二页\总数四十八页\编于十九点不同类型的发光最普通的是荧光.如果当一个物质吸收一定波长的光然后给出较长波长的光称为荧光.一些油漆、纸张具有荧光特性.其次是磷光.当一种物质吸收光，然后再发出光称为磷光.如果磷光物质暴露在阳光下，然后再带到暗室内,给出的光称为磷光.化学发光：当2种化学物质混合后给出的光.萤火虫发光是一种生物发光.萤火虫会产生.荧光素酶，导致发光.类似化学发光，两种生物化学物质混合产生光.目前三页\总数四十八页\编于十九点分子吸收、荧光、磷光辐射跃迁目前四页\总数四十八页\编于十九点无辐射跃迁——去活化过程

处于激发态分子不稳定，通过辐射或非辐射跃迁等去活化过程返回至基态。这些过程包括：1）振动弛豫

在液相或压力足够高的气相中，处于激发态的分子因碰撞将能量以热的形式传递给周围的分子，从而从高振动能层失活至低振动能层的过程，称为振动弛豫。2）内转换

对于具有相同多重度的分子，若较高电子能级的低振动能层与较低电子能级的高振动能层相重叠时，则电子可在重叠的能层之间通过振动耦合产生无辐射跃迁，如S2-S1；T2-T1。目前五页\总数四十八页\编于十九点定性分析任何荧光都具有两种特征光谱：激发光谱与发射光谱。它们是荧光定性分析的基础。1）激发光谱改变激发波长，测量在最强荧光发射波长处的强度变化，以激发波长对荧光强度作图可得到激发光谱。激发光谱形状与吸收光谱形状完全相似，经校正后二者完全相同！这是因为分子吸收光能的过程就是分子的激发过程。激发光谱可用于鉴别荧光物质；在定量时，用于选择最适宜的激发波长。目前六页\总数四十八页\编于十九点2）发射光谱发射光谱即荧光光谱。一定波长和强度的激发波长辐照荧光物质，产生不同波长的强度的荧光，以荧光强度对其波长作图可得荧光发射光谱。由于不同物质具不同的特征发射峰，因而使用荧光发射光谱可用于鉴别荧光物质。萘激发、荧光、磷光如右图所示。目前七页\总数四十八页\编于十九点激发光谱与发射光谱的关系i）波长比较与激发（或吸收）波长相比，荧光发射波长更长，即产生所谓Stokes位移。（振动弛豫失活所致）ii）形状比较荧光光谱形状与激发波长无关。尽管分子受激到可到达不同能级的激发态，但由于去活化（内转换和振动弛豫）到第一电子激发态的速率或几率很大，好像是分子受激只到达第一激发态一样。换句话说，不管激发波长如何，电子都是从第一电子激发态的最低振动能层跃迁到基态的各个振动能层。目前八页\总数四十八页\编于十九点iii）镜像对称通常荧光光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。蒽的荧光光谱和吸收光谱目前九页\总数四十八页\编于十九点解释：能层结构相似性荧光为第一电子激发单重态的最低振动能层跃迁到基态的各个振动能层而形成，即其形状与基态振动能级分布有关。吸收光谱是由基态最低振动能层跃迁到第一电子激发单重态的各个振动能层而形成，即其形状与第一电子激发单重态的振动能级分布有关。由于激发态和基态的振动能层分布具有相似性，因而呈镜像对称。S1S0荧光吸收目前十页\总数四十八页\编于十九点产生荧光的条件i）分子具有与辐射频率相应的荧光结构（内因）；ii）吸收特征频率的光后，应可产生具一定量子效率的荧光。即量子效率足够大：发射的光量子数=————————吸收的光量子数

目前十一页\总数四十八页\编于十九点

1）跃迁类型：具有—*及n—*跃迁结构的分子才会产生荧光。且具—*跃迁的量子效率比n—*跃迁的要大得多。芳香属分子2）共轭效应：共轭度越大，荧光越强。平面环系统，绝大多数荧光物质含有芳香环或杂环影响荧光及强度的因素目前十二页\总数四十八页\编于十九点3）刚性结构：分子刚性（Rigidity）越强，分子振动少，与其它分子碰撞失活的机率下降，荧光量子效率提高。如荧光素（大）与酚酞（=0）；芴（=1）与联苯（=0.18）。目前十三页\总数四十八页\编于十九点4）取代基：给电子取代基增强荧光（p-共轭），如-OH、-OR、-NH2、-CN、NR2等；吸电子基降低荧光，如-COOH、-C=O、-NO2、-NO、-X等；如苯环被卤素取代，从氟苯到碘苯，荧光逐渐减弱到消失目前十四页\总数四十八页\编于十九点5）溶剂效应：溶剂极性可增加或降低荧光强度（改变—*及

n—*

跃迁的能量）；与溶剂作用从而改变荧光物质结构来增加或降低荧光强度。6）温度：温度增加，荧光强度下降（因为内、外转换增加、粘度或“刚性”降低）。因此体系降低温度可增加荧光分析灵敏度。7）pH值：具酸或碱性基团的有机物质，在不同pH值时，其结构可能发生变化，因而荧光强度将发生改变；对无机荧光物质，因pH值会影响其稳定性，因而也可使其荧光强度发生改变。8）荧光猝灭：碰撞猝灭；静态猝灭；转入三重态的猝灭；电子转移猝灭；自猝灭。目前十五页\总数四十八页\编于十九点测量过程

提供能量(光源)选择激发波长(吸收)照射样品样品吸收与发射荧光(发射)选择发射波长测量目前十六页\总数四十八页\编于十九点激发光谱告诉我们什么？

化合物吸收波长吸收强度

溶剂吸收波长目前十七页\总数四十八页\编于十九点激发光谱

目前十八页\总数四十八页\编于十九点发射光谱告诉我们什么？化合物荧光波长荧光强度拉曼和瑞利散射目前十九页\总数四十八页\编于十九点发射光谱

目前二十页\总数四十八页\编于十九点哪些峰不是样品峰瑞利散射激发波长峰发射和激发相同波长的峰拉曼散射溶剂发射波长(documented)与激发波长相差固定频率的波长2次或3次光发生在激发波长的2倍或3倍波长处目前二十一页\总数四十八页\编于十九点瑞利散射

颗粒的大小小于入射光的波长.光通过样品后频率不变.由于弹性碰撞不存在能量的转移.光线只是简单地改变方向，波长不变.

粉末、悬浮液等样品.

目前二十二页\总数四十八页\编于十九点拉曼散射

样品吸收和发射光并伴随有能量转移的产生.光通过样品后光的波长、频率发生了改变.与入射光相比发射光的频率可能更高或者更低.目前二十三页\总数四十八页\编于十九点瑞利、拉曼散射和2次光

瑞利散射峰350拉曼峰397↙↙2次光699792↙↓目前二十四页\总数四十八页\编于十九点外来峰的校正截止滤光片去除2次、3次等高次光差谱法去除拉曼和瑞利散射峰用高纯溶剂(无荧光)扫描溶剂确定拉曼峰维持测定温度与条件目前二十五页\总数四十八页\编于十九点高通和带通滤光片套件目前二十六页\总数四十八页\编于十九点高通滤光片用于去除散射光目前二十七页\总数四十八页\编于十九点定量目前二十八页\总数四十八页\编于十九点荧光强度与浓度的关系

If=2.3fI0bc=KCIf=荧光相对强度f=量子效率I0=入射光强度=吸收系数b=光程长c=浓度该式只有bc<<0.05时才成立，即荧光测定只有在极稀溶液中才可测定，否则校正曲线向浓度轴弯曲。目前二十九页\总数四十八页\编于十九点标准表与标准曲线

目前三十页\总数四十八页\编于十九点

荧光分光光度计原理和结构目前三十一页\总数四十八页\编于十九点荧光分光光度计示意图发射单色器PMPM分束器光源激发单色器——光闸样品池目前三十二页\总数四十八页\编于十九点光源：氙灯、高压汞灯、激光；样品池：石英（低荧光材料）；两个单色器：选择激发光单色器；

分离荧光单色器；两个检测器：光电倍增管。主要部件目前三十三页\总数四十八页\编于十九点RF-5301PC光路图目前三十四页\总数四十八页\编于十九点仪器性能高水平灵敏度：蒸馏水的拉曼峰S/N比为150以上（EX350nm，狭逢5nm）狭逢10nm拉曼峰S/N＞600目前三十五页\总数四十八页\编于十九点利用先进的直流式长驱动机构，可及为迅速的得到理想的光谱可进行高速光谱监控，最高扫描速度５５００ｎｍ／ｍｉｎ波长范围：220-900nm及0次狭逢：1.5、3、5、10、15、20nm6档及激发6nm半高波长精度：±1.5nm

波长扫描速度Survey,Super,VeryFast,Medium,Slow,VerySlow的7段转换；Survey,约5,500nm/min.Super约3,000nm/min.仪器性能目前三十六页\总数四十八页\编于十九点功能强大、操作简便的软件系统功能：激发光谱、荧光、同时光谱测定

定量分析（１－３次标准曲线）

时间扫描—动力学

目前三十七页\总数四十八页\编于十九点只需打开自动检索最佳激发光和荧光波长从瑞利散射、拉曼散射及２次光中自动判断出荧光使复杂的波长设置简单化检索最佳的激发光和荧光波长目前三十八页\总数四十八页\编于十九点四则运算数据变换（1-4介导数，倒数，对数）曲线平滑峰值检测面积计算活度值计算等计算平均值多样的数据处理目前三十九页\总数四十八页\编于十九点扩展功能和附件大样品室可安装各种样品池架ＬＣ流动样品池偏光装置等目前四十页\总数四十八页\编于十九点丰富的任选附件：单一恒温样品池（带搅拌器）该部件在恒温状态下搅拌试样，进行测定，最适合浮游细胞的荧光测定。利用恒温水的循环，可使样品池恒温化。搅拌器的速度可调节恒温水循环装置使用温度范围：室温—850C

温度调节精确度：+0.050C

泵的流量：最大15L/18L/min(50/60Hz)

容器的容量：约6.8L目前四十一页\总数四十八页\编于十九点恒温四连池架利用恒温水的循环，一次可使4个样品池恒温化。适用的温度范围：50C--800C微量样品池装置取400ul的少量试样就能测定。试样可以放入与四面研磨样品池大小（10mm)的槽中，安装在样品池架上进行测定。目前四十二页\总数四十八页\编于十九点测定偏光的辅助装置

（用于紫外可见光或只用于可见光）利用荧光偏光度的测定获得关于分子的大小、流动性及分子周围环境的信息。高灵敏度池架目前四十三页\总数四十八页\编于十九点固体（粉末）样品架固体、粉末样品，甚至样品池中的溶液也能用反射方式进行荧光测定。高台样品架目前四十四页\总数四十八页\编于十九点LC流动样品池（12ul)用于高速液相色谱分析的高灵敏度分光荧光监控。自由选择激发光波长和荧光波长，可进行有选择的检测。LC流动样品池（120ul)用于分析邻苯二酚胺。使用内容积120ul的散射光少的双面反射型石英微型的流动样品池。目前四十五页\总数四十八页\编于十九点光电倍增管换用光电倍增管，可进行900nm以内的荧光光谱的测定。直径8mm的试管架可以安装试管目前四十六页\总数四十八页\编于十九点荧光应用领域—生命科学氨基酸、缩氨酸、蛋白质、脂质、糖类、维生素、辅酶、胺类等（1） 定性、定量（2） 研究酶反应：分析研究基质、辅酶、蛋白质（色氨酸、3-对羟基苯基丙氨酸）的反应机理（3） 抗原、抗