四章分子發(fā)光分析ppt課件

1、 第四章第四章 分子發(fā)光分析分子發(fā)光分析 分子發(fā)光包括熒光、磷光、化學發(fā)光、分子發(fā)光包括熒光、磷光、化學發(fā)光、生物發(fā)光和散射光譜等。生物發(fā)光和散射光譜等。 分子發(fā)光分析法教學要求w掌握分子熒光、磷光和化學發(fā)光的產(chǎn)活力理；掌掌握分子熒光、磷光和化學發(fā)光的產(chǎn)活力理；掌握激發(fā)光譜和發(fā)射光譜特征。握激發(fā)光譜和發(fā)射光譜特征。w掌握熒光與分子構造的關系以及溶液的熒光磷掌握熒光與分子構造的關系以及溶液的熒光磷光強度影響要素。光強度影響要素。w了解熒光磷光分析法的特點及定量測定方法。了解熒光磷光分析法的特點及定量測定方法。w了解磷光分析法的類型。了解磷光分析法的類型。w了解熒光、磷光和化學發(fā)光分析儀器的構造。

2、了解熒光、磷光和化學發(fā)光分析儀器的構造。w“發(fā)光發(fā)光 w每種物質(zhì)分子中都具有一系列嚴密相每種物質(zhì)分子中都具有一系列嚴密相隔的電子能級，而每個電子能級中又隔的電子能級，而每個電子能級中又包含一系列的振動能級和轉(zhuǎn)動能級。包含一系列的振動能級和轉(zhuǎn)動能級。w當分子吸收能量當分子吸收能量(電能、熱能、光能電能、熱能、光能或化學能等或化學能等)后可躍遷到激發(fā)態(tài)。分后可躍遷到激發(fā)態(tài)。分子在激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，它很快躍遷子在激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，它很快躍遷回到基態(tài)?；氐交鶓B(tài)。w在躍遷回到基態(tài)的過程中將多余的能在躍遷回到基態(tài)的過程中將多余的能量以光子方式輻射出來這種景象稱量以光子方式輻射出來這種景象稱為為“發(fā)光。發(fā)光

3、。 第一節(jié) 分子熒光和磷光分析一磷光和熒光 熒光和磷光，并不是說物體自然熒光和磷光，并不是說物體自然發(fā)光。當物質(zhì)吸收外界能量后，轉(zhuǎn)發(fā)光。當物質(zhì)吸收外界能量后，轉(zhuǎn)換成為可見光，即時轉(zhuǎn)換的稱為熒換成為可見光，即時轉(zhuǎn)換的稱為熒光，如熒光筆，熒光資料；光，如熒光筆，熒光資料； 假設可繼續(xù)發(fā)光就稱為磷光，如鬧假設可繼續(xù)發(fā)光就稱為磷光，如鬧鐘晚上關燈可以看到數(shù)字及指針。鐘晚上關燈可以看到數(shù)字及指針。一、根本原理二熒光與磷光的產(chǎn)生過程二熒光與磷光的產(chǎn)生過程 luminescence process of luminescence process of molecular fluorescence molec

4、ular fluorescence phosphorescencephosphorescence1. 1. 分子能級與躍遷分子能級與躍遷 分子能級比原子能級復雜；分子能級比原子能級復雜； 在每個電子能級上，都存在振動、轉(zhuǎn)在每個電子能級上，都存在振動、轉(zhuǎn)動能級；動能級； 基態(tài)基態(tài)(S0)(S0)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)(S1(S1、S2S2、激發(fā)態(tài)振、激發(fā)態(tài)振動能級動能級) )：吸收特定頻率的輻射；：吸收特定頻率的輻射； 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)：多種途徑和方式基態(tài)：多種途徑和方式( (見能見能級圖級圖) )；速度最快、激發(fā)態(tài)壽命最短的途；速度最快、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢；徑占優(yōu)勢； 第一、第二、第一、第二、電

5、子激發(fā)單重態(tài)電子激發(fā)單重態(tài) S1 S1 、S2 S2 ； 第一、第二、第一、第二、電子激發(fā)三重態(tài)電子激發(fā)三重態(tài) T1 T1 、 T2 T2 ；2.2.電子激發(fā)態(tài)的多重度電子激發(fā)態(tài)的多重度 電子激發(fā)態(tài)的多重度：M=2S+1 S為電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和(0或1)； 平行自旋比成對自旋穩(wěn)定(洪特規(guī)那么)，三重態(tài)能級比相應單重態(tài)能級低； 大多數(shù)有機分子的基態(tài)處于單重態(tài)； S0T1 禁阻躍遷；經(jīng)過其他途徑進入(見能級圖)；進入的幾率?。?單重態(tài)與三重態(tài) 電子自旋有順時針和反時針的兩個方向，通常用和表示。ms是不依賴于其它三個量子數(shù)的獨立量取值為+1/2、-1/2。電子激發(fā)態(tài)的多重態(tài)用電子激發(fā)態(tài)的多重態(tài)用

6、2s+1表示，表示，s為電為電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和，其數(shù)值為子自旋量子數(shù)的代數(shù)和，其數(shù)值為0或或1。據(jù)泡利不相容原理，分子內(nèi)同一軌道中的兩個電子必需據(jù)泡利不相容原理，分子內(nèi)同一軌道中的兩個電子必需具有相反的旋轉(zhuǎn)方向，即自旋配對，自旋量子數(shù)的代數(shù)具有相反的旋轉(zhuǎn)方向，即自旋配對，自旋量子數(shù)的代數(shù)和為和為s = 0，其分子態(tài)的多重性為，其分子態(tài)的多重性為M=2s+1=1，該分子就，該分子就處在單重態(tài)，用符號處在單重態(tài)，用符號S表示絕大多數(shù)有機分子的基態(tài)表示絕大多數(shù)有機分子的基態(tài)是單重態(tài)倘假設分子吸收能量后，自旋方向不變，即是單重態(tài)倘假設分子吸收能量后，自旋方向不變，即分子處在激發(fā)單重態(tài)。分子處在激發(fā)

7、單重態(tài)。 w假設在躍遷到高能級的過程中還伴隨著電子假設在躍遷到高能級的過程中還伴隨著電子自旋方向的改動，這時，分子便具有兩個不自旋方向的改動，這時，分子便具有兩個不配對的電子，那么配對的電子，那么s=1，M=2s+1=3，該分子，該分子處在激發(fā)的三重態(tài)，用符號處在激發(fā)的三重態(tài)，用符號T表示。表示。wS0，S1和和S2分別表示分子的基態(tài)、第一和第分別表示分子的基態(tài)、第一和第二激發(fā)單重態(tài)；二激發(fā)單重態(tài)；wT1、T2那么分別表示分子的第一和第二激發(fā)那么分別表示分子的第一和第二激發(fā)三重態(tài)三重態(tài);w處在分立的電子軌道的非成對的電子，平行處在分立的電子軌道的非成對的電子，平行自旋比配對自旋更穩(wěn)定自旋比配對

8、自旋更穩(wěn)定(洪德規(guī)那么洪德規(guī)那么)，因此，因此，三重激發(fā)態(tài)能級總是比相應的單重態(tài)激發(fā)態(tài)三重激發(fā)態(tài)能級總是比相應的單重態(tài)激發(fā)態(tài)的能量略低些的能量略低些 w 處在激發(fā)態(tài)的分子是不穩(wěn)定的，它能夠經(jīng)過處在激發(fā)態(tài)的分子是不穩(wěn)定的，它能夠經(jīng)過輻射躍遷或非輻射躍遷等去激發(fā)過程回到基態(tài)，輻射躍遷或非輻射躍遷等去激發(fā)過程回到基態(tài)，當然，也能夠由于分子之間的作用產(chǎn)生去激發(fā)當然，也能夠由于分子之間的作用產(chǎn)生去激發(fā)過程。輻射躍遷去激發(fā)過程有光子的發(fā)射時，過程。輻射躍遷去激發(fā)過程有光子的發(fā)射時，產(chǎn)生熒光或磷光景象，非輻射躍遷指以熱的方產(chǎn)生熒光或磷光景象，非輻射躍遷指以熱的方式輻射多余的能量，包括振動弛豫、內(nèi)部轉(zhuǎn)移、式輻

9、射多余的能量，包括振動弛豫、內(nèi)部轉(zhuǎn)移、系間跨越、外部轉(zhuǎn)移等。各種躍遷方式發(fā)生的系間跨越、外部轉(zhuǎn)移等。各種躍遷方式發(fā)生的能夠性及其程度，既和物質(zhì)分子構造有關，也能夠性及其程度，既和物質(zhì)分子構造有關，也和激發(fā)時的物理和化學環(huán)境等要素有關。和激發(fā)時的物理和化學環(huán)境等要素有關。 3.激發(fā)態(tài)基態(tài)的能量傳送途徑 電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定形狀，前往基態(tài)時，經(jīng)過輻射躍遷(發(fā)光)和無輻射躍遷等方式失去能量；傳送途徑傳送途徑輻射躍遷熒光延遲熒光磷光內(nèi)轉(zhuǎn)移外轉(zhuǎn)移系間跨越振動弛豫無輻射躍遷 激發(fā)態(tài)停留時間短、前往速度快的途徑，發(fā)生的幾率大，激發(fā)態(tài)停留時間短、前往速度快的途徑，發(fā)生的幾率大，發(fā)光強度相對大；發(fā)光強度相對大

10、；熒光：熒光：10-710-710 -9 s,10 -9 s,第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級基基態(tài)；態(tài)；磷光：磷光：10-410-410s10s；第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級；第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級基態(tài)；基態(tài)；非輻射能量傳送過程非輻射能量傳送過程 振動弛豫：同一電子能級內(nèi)以熱能量交換方式由高振動能級振動弛豫：同一電子能級內(nèi)以熱能量交換方式由高振動能級至低相鄰振動能級間的躍遷。發(fā)生振動弛豫的時間至低相鄰振動能級間的躍遷。發(fā)生振動弛豫的時間10 -12 s10 -12 s。 內(nèi)轉(zhuǎn)換：同多重度電子能級中內(nèi)轉(zhuǎn)換：同多重度電子能級中, ,等能級間的無輻射能級交換等能級間的

11、無輻射能級交換。 經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)換和振動弛豫，高激發(fā)單重態(tài)的電子躍經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)換和振動弛豫，高激發(fā)單重態(tài)的電子躍回第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級?；氐谝患ぐl(fā)單重態(tài)的最低振動能級。 外轉(zhuǎn)換：激發(fā)分子與溶劑或其他分子之間產(chǎn)生相互作用而外轉(zhuǎn)換：激發(fā)分子與溶劑或其他分子之間產(chǎn)生相互作用而轉(zhuǎn)移能量的非輻射躍遷；轉(zhuǎn)移能量的非輻射躍遷； 外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或“猝滅。猝滅。系間跨越：不同多重態(tài)系間跨越：不同多重態(tài), ,有重疊的轉(zhuǎn)動能級間的非輻射躍遷。有重疊的轉(zhuǎn)動能級間的非輻射躍遷。 改動電子自旋，禁阻躍遷，經(jīng)過自旋改動電子自旋，禁阻躍遷，經(jīng)過自旋軌道耦合進軌道耦合進展。展。輻射能量傳送過程輻射

12、能量傳送過程 熒光發(fā)射：電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級熒光發(fā)射：電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級基態(tài)基態(tài) 多為多為 S1 S0 S1 S0躍遷，發(fā)射波長為躍遷，發(fā)射波長為 2 2的熒光；的熒光； 10-7 10-710 10 -9 s -9 s 。 由圖可見，發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量小，由圖可見，發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量小，波長長；波長長； 2 2 2 2 1 1 ； 磷光發(fā)射：電子由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級磷光發(fā)射：電子由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級基態(tài)基態(tài) T1 S0T1 S0躍遷；躍遷； 電子由電子由S0S0進入進入T1T1的能夠過程：的能夠過程： S0 T1 S0

13、 T1禁阻躍禁阻躍遷遷 S0 S0 激發(fā)激發(fā)振動弛豫振動弛豫內(nèi)轉(zhuǎn)移內(nèi)轉(zhuǎn)移系間跨越系間跨越振動弛豫振動弛豫 T1 T1 發(fā)光速度很慢：發(fā)光速度很慢： 10-4 10-4100 s 100 s 。 光照停頓后，可繼續(xù)一段時間。光照停頓后，可繼續(xù)一段時間。振動弛豫松弛振動弛豫松弛 VR內(nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換 ic系間跨越系間跨越(竄越竄越) isc外部轉(zhuǎn)移外部轉(zhuǎn)移 第一節(jié) 分子熒光和磷光分析 熒光、磷光熒光、磷光 能級圖能級圖 S0S2S1T1吸光2吸光1振動弛豫振動弛豫在同一電子能級中，電子由高振動能級轉(zhuǎn)至低振動能級，而將多余的能量以熱 的方式發(fā)出。振動弛豫振動弛豫第一節(jié) 分子熒光和磷光分析內(nèi)轉(zhuǎn)移內(nèi)轉(zhuǎn)移 當

14、兩個電子能級非常接當兩個電子能級非常接近以致其振動能級有重疊近以致其振動能級有重疊時，常發(fā)生電子由高能級時，常發(fā)生電子由高能級以無輻射躍遷方式轉(zhuǎn)移至以無輻射躍遷方式轉(zhuǎn)移至低能級。右圖中指出，處低能級。右圖中指出，處于高激發(fā)單重態(tài)的電子，于高激發(fā)單重態(tài)的電子，經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)移及振動弛豫，經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)移及振動弛豫，均躍回到第一激發(fā)單重態(tài)均躍回到第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級。的最低振動能級。 熒光、磷光 能級圖S0S2S1T1吸光2吸光1內(nèi)轉(zhuǎn)移內(nèi)轉(zhuǎn)移第一節(jié) 分子熒光和磷光分析熒光發(fā)射熒光發(fā)射 處于第一激發(fā)單重處于第一激發(fā)單重態(tài)中的電子躍回至基態(tài)各態(tài)中的電子躍回至基態(tài)各振動能級時，將得到最大振動能級時，將得到最

15、大波長為波長為 3的熒光。留意：的熒光。留意：基態(tài)中也有振動馳豫躍遷?；鶓B(tài)中也有振動馳豫躍遷。很明顯，很明顯， 3的波長較激的波長較激發(fā)波長發(fā)波長 1或或 2都長，而都長，而且不論電子開場被激發(fā)至且不論電子開場被激發(fā)至什么高能級，最終將只發(fā)什么高能級，最終將只發(fā)射出波長射出波長 3為的熒光。為的熒光。熒光的產(chǎn)生在熒光的產(chǎn)生在10-7-10-9s內(nèi)完成。內(nèi)完成。 熒光、磷光 能級圖S0S2S1T1吸光2吸光1熒光3熒光第一節(jié) 分子熒光和磷光分析系間竄躍系間竄躍 指不同多重態(tài)間的無指不同多重態(tài)間的無輻射躍遷，例如輻射躍遷，例如S1T1就就是一種系間竄躍。通常，是一種系間竄躍。通常，發(fā)生系間竄躍時，

16、電子由發(fā)生系間竄躍時，電子由S1的較低振動能級轉(zhuǎn)移至的較低振動能級轉(zhuǎn)移至T1的較高振動能級處。有的較高振動能級處。有時，經(jīng)過熱激發(fā)，有能夠時，經(jīng)過熱激發(fā)，有能夠發(fā)生發(fā)生T1S1，然后由，然后由S1發(fā)生熒光。這是產(chǎn)生延遲發(fā)生熒光。這是產(chǎn)生延遲熒光的機理。熒光的機理。 熒光、磷光 能級圖S0S2S1T1吸光2吸光1熒光3系間竄躍系間竄躍第一節(jié) 分子熒光和磷光分析磷光發(fā)射磷光發(fā)射 電子由基態(tài)單電子由基態(tài)單重態(tài)激發(fā)至第一激發(fā)三重重態(tài)激發(fā)至第一激發(fā)三重態(tài)的幾率很小，由于這是態(tài)的幾率很小，由于這是禁阻躍遷。但是，由第一禁阻躍遷。但是，由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級，有能夠以系間竄躍方

17、級，有能夠以系間竄躍方式轉(zhuǎn)至第一激發(fā)三重態(tài)，式轉(zhuǎn)至第一激發(fā)三重態(tài)，再經(jīng)過振動馳豫，轉(zhuǎn)至其再經(jīng)過振動馳豫，轉(zhuǎn)至其最低振動能級，由此激發(fā)最低振動能級，由此激發(fā)態(tài)躍回至基態(tài)時，便發(fā)射態(tài)躍回至基態(tài)時，便發(fā)射磷光，這個躍遷過程磷光，這個躍遷過程T1S0也是自旋禁阻也是自旋禁阻的，其發(fā)光速率較慢，約的，其發(fā)光速率較慢，約為為10-4-10s。因此，這種躍。因此，這種躍遷所發(fā)射的光，在光照停遷所發(fā)射的光，在光照停頓后，仍可繼續(xù)一段時間。頓后，仍可繼續(xù)一段時間。 熒光、磷光 能級圖S0S2S1T1吸光2吸光1熒光3磷光磷光第一節(jié) 分子熒光和磷光分析外轉(zhuǎn)移外轉(zhuǎn)移 指激發(fā)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子的相互作用及指

18、激發(fā)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子的相互作用及能量轉(zhuǎn)移，使熒光或磷光強度減弱甚至消逝。這一景象能量轉(zhuǎn)移，使熒光或磷光強度減弱甚至消逝。這一景象稱為稱為“熄滅或熄滅或“猝滅。猝滅。熒光與磷光的根本區(qū)別：熒光與磷光的根本區(qū)別： 熒光是由激發(fā)單重態(tài)最低振動能層至基態(tài)各振動能層熒光是由激發(fā)單重態(tài)最低振動能層至基態(tài)各振動能層間躍遷產(chǎn)生的；而磷光是由激發(fā)三重態(tài)的最低振動能層間躍遷產(chǎn)生的；而磷光是由激發(fā)三重態(tài)的最低振動能層至基態(tài)各振動能層間躍遷產(chǎn)生的。至基態(tài)各振動能層間躍遷產(chǎn)生的。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析三激發(fā)光譜曲線和熒光、磷光光譜曲線三激發(fā)光譜曲線和熒光、磷光光譜曲線 熒光和磷光均為光致發(fā)光，因此必需選

19、擇適宜的激熒光和磷光均為光致發(fā)光，因此必需選擇適宜的激發(fā)光波長，可根據(jù)它們的激發(fā)光譜曲線來確定。繪制激發(fā)光波長，可根據(jù)它們的激發(fā)光譜曲線來確定。繪制激發(fā)光譜曲線時，固定丈量波長為熒光或磷光最大發(fā)發(fā)光譜曲線時，固定丈量波長為熒光或磷光最大發(fā)射波長，然后改動激發(fā)波長，根據(jù)所測得的熒光磷光射波長，然后改動激發(fā)波長，根據(jù)所測得的熒光磷光強度與激發(fā)光波長的關系，即可繪制強度與激發(fā)光波長的關系，即可繪制 激發(fā)光譜曲線。激發(fā)光譜曲線。 應該指出，激發(fā)光譜曲線與其吸收曲線能夠一樣，應該指出，激發(fā)光譜曲線與其吸收曲線能夠一樣，但激發(fā)光譜曲線是熒光強度與波長的關系曲線，吸收曲但激發(fā)光譜曲線是熒光強度與波長的關系曲

20、線，吸收曲線那么是吸光度與波長的關系曲線，兩者在性質(zhì)上是不線那么是吸光度與波長的關系曲線，兩者在性質(zhì)上是不同的。當然，在激發(fā)光譜曲線的最大波優(yōu)點，處于激發(fā)同的。當然，在激發(fā)光譜曲線的最大波優(yōu)點，處于激發(fā)態(tài)的分子數(shù)態(tài)的分子數(shù)第一節(jié) 分子熒光和磷光分析目是最多的，這可闡明所吸收的光能量也是最多目是最多的，這可闡明所吸收的光能量也是最多的，自然能產(chǎn)生最強的熒光。的，自然能產(chǎn)生最強的熒光。 假設假設 固定激發(fā)光波長為其最大激發(fā)波長，固定激發(fā)光波長為其最大激發(fā)波長，然后測定不同的波長時所發(fā)射的熒光或磷光強度，然后測定不同的波長時所發(fā)射的熒光或磷光強度，即可繪制熒光或磷光光譜曲線。即可繪制熒光或磷光光譜曲

21、線。 在熒光和磷光的產(chǎn)生過程中，由于存在各種在熒光和磷光的產(chǎn)生過程中，由于存在各種方式的無輻射躍遷，損失能量，所以它們的最大方式的無輻射躍遷，損失能量，所以它們的最大發(fā)射波長都向長波方向挪動，以磷光波長的挪動發(fā)射波長都向長波方向挪動，以磷光波長的挪動最多，而且它的強度也相對較弱。最多，而且它的強度也相對較弱。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析1Stokes位移位移 在溶液中，分子熒光的發(fā)射相對于吸收位移到較長在溶液中，分子熒光的發(fā)射相對于吸收位移到較長的波長，稱為的波長，稱為Stokes位移。這是由于受激分子經(jīng)過振動弛位移。這是由于受激分子經(jīng)過振動弛豫而失去轉(zhuǎn)動能，也由于溶液中溶劑分子與受激分子的豫而

22、失去轉(zhuǎn)動能，也由于溶液中溶劑分子與受激分子的碰撞，也會有能量的損失。因此，在激發(fā)和發(fā)射之間產(chǎn)碰撞，也會有能量的損失。因此，在激發(fā)和發(fā)射之間產(chǎn)生了能量損失。生了能量損失。2熒光發(fā)射光譜的外形與激發(fā)波長無關熒光發(fā)射光譜的外形與激發(fā)波長無關 由于分子吸收了不同能量的光子可以由基態(tài)激發(fā)到由于分子吸收了不同能量的光子可以由基態(tài)激發(fā)到幾個不同的電子激發(fā)態(tài)，而具有幾個吸收帶。由于較高幾個不同的電子激發(fā)態(tài)，而具有幾個吸收帶。由于較高激發(fā)態(tài)經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)動弛豫回到第一電子激發(fā)態(tài)的幾激發(fā)態(tài)經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)動弛豫回到第一電子激發(fā)態(tài)的幾率較高，率較高，熒光發(fā)射光譜的普遍特性：熒光發(fā)射光譜的普遍特性：第一節(jié) 分子熒光和磷

23、光分析遠大于由高能激發(fā)態(tài)直接發(fā)射光子的速度，故在熒光發(fā)射時，不論用哪一個波長的光輻射激發(fā)，電子都從第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能層前往到基態(tài)的各個振動能層，所以熒光發(fā)射光譜與激發(fā)波長無關。3鏡像規(guī)那么 通常熒光發(fā)射光譜和它的吸收光譜呈鏡像對稱關系。 吸收光譜是物質(zhì)分子由基態(tài)激發(fā)至第一電子激發(fā)態(tài)的各振動能層構成的。其外形決議于第一電子激發(fā)態(tài)中各 振動能層的分布情況。 熒光光譜是激發(fā)分子從第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動第一節(jié) 分子熒光和磷光分析能層回到基態(tài)中各不同能層構成的。所以熒光光譜的外形決議于基態(tài)中各振動能層的分布情況。 基態(tài)中振動能層的分布和第一電子激發(fā)態(tài)中振動能層的分布情況是類似的。 因此熒光光譜

24、的外形和吸收光譜的外形極為類似。 由基態(tài)最低振動能層躍遷到 第一電子激發(fā)態(tài)各個振動能層的吸收過程中，振動能層越高，兩個能層之間的能量差越大，即激發(fā)所需的能量越高，所以吸收峰的波長越短。反之，由 第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能層降落到基態(tài)各個振動能層的熒光發(fā)射過程中，基態(tài)振動能層越高，第一節(jié) 分子熒光和磷光分析兩個能層之間的能量差越小，熒光峰的波長越長。 另外，也可以從位能曲線解釋鏡像規(guī)那么。由于光吸收在大約10-15的短時間內(nèi)發(fā)生，原子核沒有發(fā)生明顯的位移，即電子與核之間的位移沒有發(fā)生變化。假設在吸收過程中，基態(tài)的零振動能層與激發(fā)態(tài)的第二振動能層之間的躍遷幾率最大，那么，在熒光發(fā)射過程中，其相反躍

25、遷的幾率也應該最大。也就是說，吸收和發(fā)射的能量都最大。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析四熒光和分子構造的關系四熒光和分子構造的關系分子產(chǎn)生熒光必需具備兩個條件：分子產(chǎn)生熒光必需具備兩個條件： 分子必需具有與所照射的輻射頻率相順應的分子必需具有與所照射的輻射頻率相順應的構造，才構造，才 能吸收激發(fā)光；能吸收激發(fā)光； 吸收了與其本身特征頻率一樣的能量之后，吸收了與其本身特征頻率一樣的能量之后，必需具有必需具有 一定的熒光量子產(chǎn)率。一定的熒光量子產(chǎn)率。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析1. 量子產(chǎn)率量子產(chǎn)率 熒光量子產(chǎn)率也叫熒光效率或量子效率，它表示物熒光量子產(chǎn)率也叫熒光效率或量子效率，它表示物質(zhì)發(fā)射熒光的才干，

26、通常用下式表示質(zhì)發(fā)射熒光的才干，通常用下式表示 = 發(fā)射熒光分子數(shù)發(fā)射熒光分子數(shù) / 激發(fā)分子總數(shù)激發(fā)分子總數(shù) 或或 = 發(fā)射熒光量子數(shù)發(fā)射熒光量子數(shù) / 吸收光量子數(shù)吸收光量子數(shù) 在產(chǎn)生熒光的過程中，涉及到許多輻射和無輻射躍在產(chǎn)生熒光的過程中，涉及到許多輻射和無輻射躍遷過程，如熒光發(fā)射、內(nèi)轉(zhuǎn)移，系間竄躍和外轉(zhuǎn)移等。遷過程，如熒光發(fā)射、內(nèi)轉(zhuǎn)移，系間竄躍和外轉(zhuǎn)移等。很明顯，熒光的量子產(chǎn)率，將與上述每一個過程的速率很明顯，熒光的量子產(chǎn)率，將與上述每一個過程的速率常數(shù)有關。常數(shù)有關。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析 假設用數(shù)學式來表達這些關系，得到假設用數(shù)學式來表達這些關系，得到 = kf /kf+ ki

27、 式中式中kf為熒光發(fā)射過程的速率常數(shù)，為熒光發(fā)射過程的速率常數(shù)， ki為其它有關為其它有關過程的速率常數(shù)的總和。過程的速率常數(shù)的總和。 凡是能使凡是能使kf 值升高而使其它值升高而使其它ki值降低的要素，都可加值降低的要素，都可加強熒光。強熒光。 實踐上，對于高熒光分子，例如熒光素，其量子產(chǎn)率實踐上，對于高熒光分子，例如熒光素，其量子產(chǎn)率在某些情況下接近在某些情況下接近1，闡明，闡明 kI很小，可以忽略不計。普很小，可以忽略不計。普通來說，通來說，kf主要取決于化學構造，而主要取決于化學構造，而 ki那么主要取決于那么主要取決于化學環(huán)境，同時也與化學構造有關。化學環(huán)境，同時也與化學構造有關。

28、第一節(jié) 分子熒光和磷光分析 磷光的量子產(chǎn)率與此類似。2. 熒光與有機化合物的構造1躍遷類型 實驗證明，對于大多數(shù)熒光物質(zhì)，首先閱歷或n非鍵電子軌道激發(fā)，然后經(jīng)過振動弛豫或其他無輻射躍遷，再發(fā)生或n躍遷而得到熒光。在這兩種躍遷類型中，躍遷常能發(fā)出較強的熒光較大的量子產(chǎn)率。這是由于躍遷具有較大的摩爾吸光系數(shù)普通比n大100-1000倍，其次，躍遷的壽命約為10-710-9s，比n躍遷的壽命10-510-7s要短。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析在各種躍遷過程的競爭中，它是有利于發(fā)射熒光的。此外，在躍遷過程中，經(jīng)過系間竄躍至三重態(tài)的速率常數(shù)也較小S1T!能級差較大，這也有利于熒光的發(fā)射，總之，躍遷是產(chǎn)生熒

29、光的主要躍遷類型。2共軛效應 實驗證明，容易實現(xiàn)激發(fā) 的芳香族化合物容易發(fā)生熒光，能發(fā)生熒光的脂肪族和脂環(huán)族化合物極少僅少數(shù)高度共軛體系化合物除外。此外，添加體系的共軛度，熒光效率普通也將增大。例如，在多烯構造中，phCH=CH3 ph和phCH=CH2 ph在苯中的熒光效率第一節(jié) 分子熒光和磷光分析分別為0.68和0.28。共軛效應使熒光加強的緣由 ： 主要是由于增大熒光物質(zhì)的摩爾吸光系數(shù)，有利于產(chǎn)生更多的激發(fā)態(tài)分子，從而有利于熒光的發(fā)生。(3) 剛性平面構造 實驗發(fā)現(xiàn)，多數(shù)具有剛性平面構造的有機分子具有劇烈的熒光。由于這種構造可以減少分子的振動，使分子與溶劑或其它溶質(zhì)分子的相互作用減少，也

30、就減少了碰撞去活的能夠性。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析4取代基效應取代基效應 芳香族化合物苯環(huán)上的不同取代基對該化合物的熒光芳香族化合物苯環(huán)上的不同取代基對該化合物的熒光強度和熒光光譜有很大的影響。強度和熒光光譜有很大的影響。 給電子基團，如給電子基團，如-OH、-OR、-CN、-NH2 、 -NR2等，等，使熒光加強。由于產(chǎn)生了使熒光加強。由于產(chǎn)生了p-共軛作用，加強了共軛作用，加強了電子共電子共軛程度，使最低激發(fā)單重態(tài)與基態(tài)之間的躍遷幾率增大。軛程度，使最低激發(fā)單重態(tài)與基態(tài)之間的躍遷幾率增大。 吸電子基團，如吸電子基團，如-COOH、-NO、-C O、鹵素等，、鹵素等，會減弱甚至會猝滅熒光。

31、會減弱甚至會猝滅熒光。 鹵素取代基隨原子序數(shù)的添加而熒光降低。這能夠是鹵素取代基隨原子序數(shù)的添加而熒光降低。這能夠是由所謂由所謂“重原子效應使系間跨越速率添加所致。在重重原子效應使系間跨越速率添加所致。在重第一節(jié) 分子熒光和磷光分析原子中，能級之間的交叉景象比較嚴重，因此容易發(fā)生原子中，能級之間的交叉景象比較嚴重，因此容易發(fā)生自旋軌道的相互作用，添加了由單重態(tài)轉(zhuǎn)化為三重態(tài)的自旋軌道的相互作用，添加了由單重態(tài)轉(zhuǎn)化為三重態(tài)的速率。速率。 取代基的空間妨礙對熒光也有影響。取代基的空間妨礙對熒光也有影響。 立體異構景象對熒光強度有顯著的影響。立體異構景象對熒光強度有顯著的影響。3. 金屬螯合物的熒光金

32、屬螯合物的熒光 除過渡元素的順磁性原子會發(fā)生線狀熒光光譜外，除過渡元素的順磁性原子會發(fā)生線狀熒光光譜外，大多數(shù)無機鹽類金屬離子，在溶液中只能發(fā)生無輻射躍大多數(shù)無機鹽類金屬離子，在溶液中只能發(fā)生無輻射躍遷，因此不產(chǎn)生熒光。但是，在某些情況下，金屬螯合遷，因此不產(chǎn)生熒光。但是，在某些情況下，金屬螯合物卻能產(chǎn)生很強的熒光，并可用于痕量金屬元素分析。物卻能產(chǎn)生很強的熒光，并可用于痕量金屬元素分析。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析1螯合物中配位體的發(fā)光螯合物中配位體的發(fā)光 不少有機化合物雖然具有共軛雙鍵，但由于不是剛不少有機化合物雖然具有共軛雙鍵，但由于不是剛性構造，分子處于非同一平面，因此不發(fā)生熒光。假設性

33、構造，分子處于非同一平面，因此不發(fā)生熒光。假設這些化合物和金屬離子構成螯合物，隨著分子的剛性加這些化合物和金屬離子構成螯合物，隨著分子的剛性加強，平面構造的增大，常會發(fā)生熒光。強，平面構造的增大，常會發(fā)生熒光。 如如8-羥基喹啉本身有很弱的熒光，但其金屬螯合物羥基喹啉本身有很弱的熒光，但其金屬螯合物具有很強的熒光。具有很強的熒光。2螯合物中金屬離子的特征熒光螯合物中金屬離子的特征熒光 這類發(fā)光過程通常是螯合物首先經(jīng)過配位體的這類發(fā)光過程通常是螯合物首先經(jīng)過配位體的躍遷激發(fā)，接著配位體把能量轉(zhuǎn)給金屬離子，躍遷激發(fā)，接著配位體把能量轉(zhuǎn)給金屬離子，導致導致dd第一節(jié) 分子熒光和磷光分析 躍遷和ff躍

34、遷，最終發(fā)射的是dd躍遷和ff躍遷光譜。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析四溶液的熒光或磷光強度四溶液的熒光或磷光強度1. 熒光強度與溶液濃度的關系熒光強度與溶液濃度的關系 熒光強度熒光強度If正比于吸收的光量正比于吸收的光量Ia與熒光量與熒光量子產(chǎn)率子產(chǎn)率 。 If = Ia 式中式中為熒光量子效率，又根據(jù)為熒光量子效率，又根據(jù)Beer定律定律 Ia = I0 - It = I0(1- e - l C) I0和和It分別是入射光強度和透射光強度。代入分別是入射光強度和透射光強度。代入上式得上式得 If = I0(1- 10 - l c) = I0(1- e -2.3 l c)第一節(jié) 分子熒光和磷光分

35、析整理得： If =2.3 I0 lc 當入射光強度I0 和l一定時，上式為： If = K c 即熒光強度與熒光物質(zhì)的濃度成之正比，但這種線性關系只需在極稀的溶液中，當lc0.05時才成立。對于較濃溶液，由于猝滅景象和自吸收等緣由，使熒光強度和濃度不呈線性關系。 第一節(jié) 分子熒光和磷光分析2影響熒光強度的要素影響熒光強度的要素 溶劑對熒光強度的影響溶劑對熒光強度的影響 。 溶劑的影響可分為普通溶劑效應和特殊溶劑效應。溶劑的影響可分為普通溶劑效應和特殊溶劑效應。普通溶劑效應指的是溶劑的折射率和介電常數(shù)的影響。普通溶劑效應指的是溶劑的折射率和介電常數(shù)的影響。特殊溶劑效應指的是熒光體和溶劑分子間的

36、特殊化學作特殊溶劑效應指的是熒光體和溶劑分子間的特殊化學作用，如氫鍵的生成和化協(xié)作用。用，如氫鍵的生成和化協(xié)作用。 普通溶劑效應是普遍的，而特殊溶劑效應那么決議普通溶劑效應是普遍的，而特殊溶劑效應那么決議于溶劑和熒光體的化學構造。特殊溶劑效應所引起熒光于溶劑和熒光體的化學構造。特殊溶劑效應所引起熒光光譜的挪動值，往往大于普通溶劑效應所引起的影響。光譜的挪動值，往往大于普通溶劑效應所引起的影響。由于溶質(zhì)分子與溶劑分子間的作用，使同一種熒光物質(zhì)由于溶質(zhì)分子與溶劑分子間的作用，使同一種熒光物質(zhì)在不同的在不同的第一節(jié) 分子熒光和磷光分析溶劑中的熒光光譜能夠會有顯著不同。有的情況，增大溶劑的極性，將使n

37、躍遷的能量增大， 躍遷的能量減小，而導致熒光加強，熒光峰紅移。但也有相反的情況，例如，苯胺奈磺酸類化合物在戊醇、丁醇、丙醇、乙醇和甲醇中，隨著醇的極性增大，熒光強度減小，熒光峰藍移。因此熒光光譜的位置和強度與溶劑極性之間的關系，應根據(jù)熒光物質(zhì)與溶劑的不同而異。 假設溶劑和熒光物質(zhì)構成了化合物，或溶劑使熒光物質(zhì)的電力形狀改動，那么熒光峰位和強度都會發(fā)生較大的變化。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析 溫度對熒光強度的影響溫度對熒光強度的影響 溫度上升使熒光強度下降。其中一個緣由是分子的內(nèi)溫度上升使熒光強度下降。其中一個緣由是分子的內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化作用。當激發(fā)分子接受額外熱能時，有能夠部能量轉(zhuǎn)化作用。當激發(fā)分子

38、接受額外熱能時，有能夠使激發(fā)能轉(zhuǎn)換為基態(tài)的振動能量，隨后迅速振動弛豫而使激發(fā)能轉(zhuǎn)換為基態(tài)的振動能量，隨后迅速振動弛豫而喪失振動能量。另一個緣由是碰撞頻率添加，使外轉(zhuǎn)換喪失振動能量。另一個緣由是碰撞頻率添加，使外轉(zhuǎn)換的去活幾率添加。的去活幾率添加。 溶液溶液pH值對熒光強度的影響值對熒光強度的影響 帶有酸性或堿性官能團的大多數(shù)芳香族化合物的熒帶有酸性或堿性官能團的大多數(shù)芳香族化合物的熒光與溶液的光與溶液的pH有關。不同的有關。不同的pH值，化合物所處形狀不同，值，化合物所處形狀不同，不同的化合物或化合物的分子與其離子在電子構型上有不同的化合物或化合物的分子與其離子在電子構型上有所所第一節(jié) 分子熒

39、光和磷光分析 不同，因此，它們的熒光強度和熒光光譜就有一定的差別。 對于金屬離子與有機試劑構成的發(fā)光鏊合物，一方面pH會影響鏊合物的構成，另一方面還會影響鏊合物的組成，因此影響它們的熒光性質(zhì)。 內(nèi)濾光作用和自吸收景象 溶液中假設存在能吸收激發(fā)或熒光物質(zhì)所發(fā)射光能的物質(zhì)，就會使熒光減弱，這種景象稱為“內(nèi)濾光作用。 內(nèi)濾光作用的另一種情況是熒光物質(zhì)的熒光發(fā)射光的短波長的一端與該物質(zhì)的吸收光譜的長波長一端有重疊。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析在溶液濃度較大時，一部分熒光發(fā)射被本身吸收，產(chǎn)生“自吸收景象而降低了溶液的熒光強度。3溶液熒光猝滅 熒光物質(zhì)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子的相互作用引起熒光強度降低的

40、景象稱為熒光猝滅。能引起熒光強度降低的物質(zhì)稱為猝滅劑。導致熒光猝滅的主要類型： 碰撞猝滅 碰撞猝滅是指處于激發(fā)單重態(tài)的熒光分子與猝滅劑分子相碰撞，使激發(fā)單重態(tài)的熒光分子以無輻射躍遷的方式第一節(jié) 分子熒光和磷光分析回到基態(tài)，產(chǎn)生猝滅作用。 靜態(tài)猝滅組成化合物的猝滅 由于部分熒光物質(zhì)分子與猝滅劑分子生成非熒光的配合物而產(chǎn)生的。此過程往往還會引起溶液吸收光譜的改動。 轉(zhuǎn)入三重態(tài)的猝滅 分子由于系間的跨越躍遷，由單重態(tài)躍遷到三重態(tài)。轉(zhuǎn)入三重態(tài)的分子在常溫下不發(fā)光，它們在與其它分子的碰撞中耗費能量而使熒光猝滅。 溶液中的溶解氧對有機化合物的熒光產(chǎn)生猝滅效應是第一節(jié) 分子熒光和磷光分析由于三重態(tài)基態(tài)的氧分

41、子和單重激發(fā)態(tài)的熒光物質(zhì)分子碰撞，構成了單重激發(fā)態(tài)的氧分子和三重態(tài)的熒光物質(zhì)分子，使熒光猝滅。 發(fā)生電子轉(zhuǎn)移反響的猝滅 某些猝滅劑分子與熒光物質(zhì)分子相互作用時，發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移反響，因此引起熒光猝滅。 熒光物質(zhì)的自猝滅 在濃度較高的熒光物質(zhì)溶液中，單重激發(fā)態(tài)的分子在發(fā)生熒光之前和未激發(fā)的熒光物質(zhì)分子碰撞而引起的自猝滅。有些熒光物質(zhì)分子在溶液濃度較高時會構成二聚體或多聚體，使它們的吸收光譜發(fā)生變化，也引起溶液熒光強度的降低或消逝。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析二、熒光分析儀二、熒光分析儀 用于丈量熒光的儀器由激發(fā)光源、樣用于丈量熒光的儀器由激發(fā)光源、樣品池、用于選擇激發(fā)光波長和熒光波長的品池、用于選擇

42、激發(fā)光波長和熒光波長的單色器以及檢測器四部分組成。單色器以及檢測器四部分組成。熒光分析儀器根本部件表示圖見教材熒光分析儀器根本部件表示圖見教材P.92 由光源發(fā)射的光經(jīng)第一單色器得到所由光源發(fā)射的光經(jīng)第一單色器得到所需的激發(fā)光波長，經(jīng)過樣品池后，一部分需的激發(fā)光波長，經(jīng)過樣品池后，一部分光能被熒光物質(zhì)所吸收，熒光物質(zhì)被激發(fā)光能被熒光物質(zhì)所吸收，熒光物質(zhì)被激發(fā)后，發(fā)射熒光。為了消除入射光和散射光后，發(fā)射熒光。為了消除入射光和散射光的影響，的影響，第一節(jié) 分子熒光和磷光分析熒光的丈量通常在與激發(fā)光成直角的方向上進展。為消熒光的丈量通常在與激發(fā)光成直角的方向上進展。為消除能夠共存的其它光線的干擾，如

43、由激發(fā)所產(chǎn)生的反射除能夠共存的其它光線的干擾，如由激發(fā)所產(chǎn)生的反射光、光、Raman光以及為將溶液中雜質(zhì)濾去，以獲得所需的光以及為將溶液中雜質(zhì)濾去，以獲得所需的熒光，在樣品池和檢測器之間設置了第二單色器。熒光熒光，在樣品池和檢測器之間設置了第二單色器。熒光作用于檢測器上，得到呼應的電信號。作用于檢測器上，得到呼應的電信號。1激發(fā)光源激發(fā)光源 在紫外在紫外-可見區(qū)范圍，通常的光源是氙燈和高壓汞燈?？梢妳^(qū)范圍，通常的光源是氙燈和高壓汞燈。2樣品池樣品池 熒光用的樣品池須用低熒光的資料制成，通常用石熒光用的樣品池須用低熒光的資料制成，通常用石英，外形以方形和長方形為宜。英，外形以方形和長方形為宜。第

44、一節(jié) 分子熒光和磷光分析3單色器單色器 光柵光柵4檢測器檢測器 丈量熒光的儀器主要由四個部分組成：激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測器。 特殊點：有兩個單色器，光源與檢測器通常成直角。 根本流程如圖：根本流程如圖：單色器：選擇激發(fā)光波單色器：選擇激發(fā)光波長的第一單色器和選擇長的第一單色器和選擇發(fā)射光發(fā)射光( (丈量丈量) )波長的第波長的第二單色器；二單色器；光源：燈和高壓汞燈，光源：燈和高壓汞燈，染料激光器染料激光器( (可見與紫可見與紫外區(qū)外區(qū)) )檢測器：光電倍增管。檢測器：光電倍增管。儀器構造流程圖儀器構造流程圖第一節(jié) 分子熒光和磷光分析三、分子熒光分析法及其運用三、分子熒光分析法及

45、其運用1.熒光分析方法的特點熒光分析方法的特點1靈敏度高靈敏度高 2選擇性強選擇性強3試樣量少和方法簡單試樣量少和方法簡單 4提供比較多的提供比較多的物理參數(shù)物理參數(shù)第一節(jié) 分子熒光和磷光分析 熒光分析法的弱點是它的運用范圍小。由于本身能發(fā)熒光的物質(zhì)相對較少，用參與某種試劑的方法將非熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熒光物質(zhì)進展分析，其數(shù)量也不多；另一方面，由于熒光分析的靈敏度高，測定對環(huán)境要素敏感，干擾要素較多。2. 定量分析方法1校準曲線法 2比較法3. 運用1元素的熒光測定 2有機化合物的熒光測定。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析四、磷光分析法四、磷光分析法 分子磷光與分子熒光光譜的主要差別是磷光分子磷光與分子熒

46、光光譜的主要差別是磷光是第一激發(fā)單重態(tài)的最低能層，經(jīng)系間跨越躍遷是第一激發(fā)單重態(tài)的最低能層，經(jīng)系間跨越躍遷到第一激發(fā)三重態(tài)，并經(jīng)振動弛豫至最低振動能到第一激發(fā)三重態(tài)，并經(jīng)振動弛豫至最低振動能層，然后躍遷回到基態(tài)發(fā)生的。與熒光相比，磷層，然后躍遷回到基態(tài)發(fā)生的。與熒光相比，磷光具有如下三個特點：光具有如下三個特點：1磷光輻射的波長比熒光長磷光輻射的波長比熒光長 分子的分子的T1態(tài)能量比態(tài)能量比S1態(tài)低。態(tài)低。2磷光的壽命比熒光長磷光的壽命比熒光長 由于熒光是由于熒光是S1 S0躍遷產(chǎn)生的，這種躍遷躍遷產(chǎn)生的，這種躍遷是自旋許是自旋許第一節(jié) 分子熒光和磷光分析可的躍遷，因此S1態(tài)的輻射壽命通常在1

47、0-7 10-9s，磷光是T1 S0躍遷產(chǎn)生的，這種躍遷屬自旋禁阻的躍遷，其速率常數(shù)要小，因此輻射壽命要長，大約為10-4 10s，3磷光的壽命和輻射強度對于重原子和順磁性離子敏 感。1. 低溫磷光 由于激發(fā)三重態(tài)的壽命長，使激發(fā)態(tài)分子發(fā)生 T1 S0這種分子內(nèi)部的內(nèi)轉(zhuǎn)化非輻射去活化過程以及激發(fā)態(tài)分子與周圍的溶劑分子間發(fā)生碰撞和能量轉(zhuǎn)移過程，或發(fā)生某些光化學反響的幾率增大，這些都將使磷光強度第一節(jié) 分子熒光和磷光分析減弱，甚至完全消逝。為減少這些去活化過程的影響，通常應在低溫下丈量磷光。 低溫磷光分析中，液氮是最常用的適宜的冷卻劑。因此要求所運用的溶劑，在液氮溫度77K下應具有足夠的粘度并能構

48、成透明的剛性玻璃體，對所分析的試樣應具有良好的溶解特性。試樣的剛性可減少熒光的碰撞猝滅。溶劑應易于提純，以除去芳香族和雜環(huán)化合物等雜質(zhì)。溶劑應在所研討的光譜區(qū)域內(nèi)沒有很強的吸收和發(fā)射。最常用的溶劑是EPA，它由乙醇、異戊烷和二乙醚按體積比為2：5：5混合而成。運用含有重原子的混合溶第一節(jié) 分子熒光和磷光分析劑劑IEPAIEPA由由EPAEPA：碘甲烷：碘甲烷=10=10：1 1組成，有利于系間跨越組成，有利于系間跨越躍遷，可以添加磷光效應。躍遷，可以添加磷光效應。 含重原子的溶劑，由于重原子的高核電荷引起或加含重原子的溶劑，由于重原子的高核電荷引起或加強了溶質(zhì)分子的自旋強了溶質(zhì)分子的自旋- -

49、軌函耦協(xié)作用，從而增大了軌函耦協(xié)作用，從而增大了 S0 S0 T1T1吸收躍遷和吸收躍遷和S1S1T1T1系間跨越躍遷的幾率，有利于磷光系間跨越躍遷的幾率，有利于磷光的發(fā)生和增大磷光的量子產(chǎn)率。這種作用稱為外部重原的發(fā)生和增大磷光的量子產(chǎn)率。這種作用稱為外部重原子效應。當分子中引入重原子取代基，例如，當芳烴分子效應。當分子中引入重原子取代基，例如，當芳烴分子中引入雜原子或重原子取代基時，也會發(fā)生內(nèi)部重原子中引入雜原子或重原子取代基時，也會發(fā)生內(nèi)部重原子效應，導致磷光量子效率的提高。子效應，導致磷光量子效率的提高。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析2.2.室溫磷光室溫磷光 由于低溫磷光需求低溫實驗安裝，

50、溶劑選擇由于低溫磷光需求低溫實驗安裝，溶劑選擇的限制等要素，從而開展了多種室溫磷光法的限制等要素，從而開展了多種室溫磷光法RTPRTP。1 1固體基質(zhì)室溫磷光法固體基質(zhì)室溫磷光法SS-RTPSS-RTP 此法基于丈量室溫下吸附于固體基質(zhì)上的有此法基于丈量室溫下吸附于固體基質(zhì)上的有機化合物所發(fā)射的磷光。所用的載體種類較多，機化合物所發(fā)射的磷光。所用的載體種類較多，有纖維素載體如濾紙、玻璃纖維、無機載體有纖維素載體如濾紙、玻璃纖維、無機載體如硅膠、氧化鋁以及有機載體如乙酸鈉、如硅膠、氧化鋁以及有機載體如乙酸鈉、聚合物、纖維素膜等。理想的載體是既能將分聚合物、纖維素膜等。理想的載體是既能將分析物質(zhì)結

51、實地束縛在外表或基質(zhì)中以析物質(zhì)結實地束縛在外表或基質(zhì)中以第一節(jié) 分子熒光和磷光分析添加其剛性，并能減小三重態(tài)的碰撞猝滅等非輻射去活化過程，而本身又不產(chǎn)生磷光背景。2膠束增穩(wěn)的溶液室溫磷光法MS-RTP 當溶液中外表活性劑的濃度到達臨界膠束濃度后，便相互聚集構成膠束。由于這種膠束的多相性，改動了磷光團的微環(huán)境和定向的約束力，從而劇烈影響了磷光團的物理性質(zhì)，減小了內(nèi)轉(zhuǎn)化和碰撞能量損失等非輻射去活化過程的趨勢，明顯添加了三重態(tài)的穩(wěn)定性，從而可以實如今溶液中丈量室溫磷光。利用膠束穩(wěn)定的要素，結合重原子效應，并對溶液除氧，是MS-RTP 的三個要素。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析3 3敏化溶液室溫磷光法敏化

52、溶液室溫磷光法SS-RTPSS-RTP 該法在沒有外表活性劑存在的情況下獲得溶液的室該法在沒有外表活性劑存在的情況下獲得溶液的室溫磷光。分析物質(zhì)被激發(fā)后并不發(fā)射熒光，而是經(jīng)過系溫磷光。分析物質(zhì)被激發(fā)后并不發(fā)射熒光，而是經(jīng)過系間跨越過程衰減變至最低激發(fā)三重態(tài)。當有某種適宜的間跨越過程衰減變至最低激發(fā)三重態(tài)。當有某種適宜的能量受體存在時，發(fā)生了由分析物質(zhì)到受體的三重態(tài)能能量受體存在時，發(fā)生了由分析物質(zhì)到受體的三重態(tài)能量轉(zhuǎn)移，最后經(jīng)過丈量受體所發(fā)射的室溫磷光強度而間量轉(zhuǎn)移，最后經(jīng)過丈量受體所發(fā)射的室溫磷光強度而間接測定該分析物質(zhì)。在這種方法中，分析物質(zhì)本身并不接測定該分析物質(zhì)。在這種方法中，分析物質(zhì)本身并不發(fā)磷光，而是引發(fā)受體發(fā)磷光。發(fā)磷光，而是引發(fā)受體發(fā)磷光。第一節(jié) 分子熒光和磷光分析3. 磷光分析儀磷光分析儀 在熒光分光光度計上配上磷光配件后，即可在熒光分光光度計上配上磷光配件后，即可用于磷光測定。如將樣品放在盛有液氮的石英杜用于磷光測定。如將樣品放在盛有液氮的石英杜瓦瓶內(nèi)，即可用于低溫磷光測定。瓦瓶內(nèi)，即