熒光的原理及應用課件-

熒光的原理及應用熒光的原理及應用主要內(nèi)容熒光光譜的基本原理1熒光光譜儀的原理、操作及數(shù)據(jù)處理2熒光光譜的應用3參考資料42主要內(nèi)容熒光光譜的基本原理1熒光光譜儀的原理、操作及數(shù)據(jù)處理熒光光譜的基本原理3熒光光譜的基本原理3熒光定義熒光是輻射躍遷的一種，是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時所釋放的輻射。4熒光定義熒光是輻射躍遷的一種，是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同構造原理：電子在原子或分子中排布所遵循的規(guī)則。基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量最低原理泡利不相容原理洪特規(guī)則基態(tài)：當一個分子中的所有電子的排布都遵從構造原理時，此分子被稱為處于基態(tài)。激發(fā)態(tài)：當一個分子中的電子排布不完全遵從構造原理時，此分子被稱為處于激發(fā)態(tài)。5構造原理：電子在原子或分子中排布所遵循的規(guī)則?；鶓B(tài)和激發(fā)態(tài)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)；電子激發(fā)態(tài)的多重度根據(jù)洪特規(guī)則(平行自旋比成對自旋穩(wěn)定)，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)；6電子激發(fā)態(tài)的多重度：電子激發(fā)態(tài)的多重度根據(jù)洪特規(guī)則(平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)動能級；分子能級與躍遷激發(fā)：

基態(tài)(S0)→激發(fā)態(tài)(S1、S2激發(fā)態(tài)振動能級)：吸收特定頻率的輻射；量子化；躍遷一次到位；失活：

激發(fā)態(tài)→基態(tài)：多種途徑和方式(見能級圖)；速度最快、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢；第一、第二、…電子激發(fā)單重態(tài)

S1、S2…

；第一、第二、…電子激發(fā)三重態(tài)

T1、T2…

；7分子能級比原子能級復雜；分子能級與躍遷激發(fā)：基態(tài)(S0)→雅布隆斯基分子能級圖S2S1S0T1吸收發(fā)射熒光發(fā)射磷光系間竄越內(nèi)轉(zhuǎn)換振動弛豫能量l2l1l

3

外轉(zhuǎn)換l

2T2內(nèi)轉(zhuǎn)換振動弛豫8雅布隆斯基分子能級圖S2S1S0T1吸發(fā)發(fā)系間竄越內(nèi)轉(zhuǎn)換振動躍遷規(guī)則躍遷前后原子核的構型沒有發(fā)生改變、躍遷過程中電子自旋沒有改變、躍遷前后電子的軌道在空間有較大的重疊和軌道的對映性發(fā)生了改變的躍遷是允許的；躍遷過程中電子自旋發(fā)生了改變、躍遷前后電子的軌道在空間不重疊或軌道的對映性未發(fā)生改變的躍遷是禁阻的。Franck-Condon原理：在電子躍遷完成的瞬間，分子中原子核的構型是來不及改變的。9躍遷規(guī)則躍遷前后原子核的構型沒有發(fā)生改變、躍遷過程中電子自旋電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，容易返回基態(tài)，在這個過程中通過輻射躍遷(發(fā)光)和無輻射躍遷等方式失去能量，這個過程就稱為失活。失活途徑輻射躍遷熒光磷光內(nèi)轉(zhuǎn)換外轉(zhuǎn)換系間竄越振動弛豫無輻射躍遷

激發(fā)態(tài)停留時間短、返回速度快的途徑，發(fā)生的幾率大。失活的途徑10電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，容易返回基態(tài)，在這個過程振動弛豫：同一電子能級內(nèi)以熱能量交換形式由高振動能級至低相鄰振動能級間的躍遷。發(fā)生振動弛豫的時間一般為10-12s。無輻射躍遷失活的途徑通過內(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。

內(nèi)轉(zhuǎn)換：多重度相同的電子能級中等能級間的無輻射能級躍遷。11振動弛豫：同一電子能級內(nèi)以熱能量交換形式由高振動能級至低相無輻射躍遷失活的途徑系間竄越：不同多重態(tài),有重疊的轉(zhuǎn)動能級間的非輻射躍遷。

改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進行。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；

外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或“猝滅”。12無輻射躍遷失活的途徑系間竄越：不同多重態(tài),有重疊的轉(zhuǎn)動能級間熒光發(fā)射：電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)（多為S1→S0躍遷），發(fā)射波長為’2的熒光；10-7～10-9s。輻射躍遷失活的途徑磷光發(fā)射：電子由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)（多為T1→S0躍遷）；發(fā)射波長為3的磷光；

10-4～100s。電子由S0進入T1的可能過程：（S0→T1禁阻躍遷）

S0→激發(fā)→振動弛豫→內(nèi)轉(zhuǎn)換→系間竄越→振動弛豫→T1

發(fā)光速度很慢，光照停止后，可持續(xù)一段時間。

由圖可見，發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量小，波長長；’2>2>1；

13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)（多為熒光探針法測定膠束，囊胞等特殊環(huán)境的微極性和微黏度大多數(shù)有機分子的基態(tài)處于單重態(tài)；激發(fā)：基態(tài)(S0)→激發(fā)態(tài)(S1、S2激發(fā)態(tài)振動能級)：吸收特定頻率的輻射；從下式可以得到F的粗略估計值(單位為秒)。,2007(129):10620-10621增加溶劑的極性，一般有利于熒光的產(chǎn)生。稀土摻雜半導體納米材料在綠色照明光源、納米光電子器件、平板顯示、納米生物標記和傳感器等方面有著廣闊的應用前景。缺點：f-f禁阻，強度低由朗格-比耳定律：Ia=I0(1-10-lc)另外，還會受環(huán)境（如溫度、溶劑等）的影響，例如，降低溫度可導致一個化合物的增大，提高溫度可導致一個化合物的降低。躍遷過程中電子自旋發(fā)生了改變、躍遷前后電子的軌道在空間不重疊或軌道的對映性未發(fā)生改變的躍遷是禁阻的。S1→T1→S1→S0+hνf分子能級比原子能級復雜；通過內(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。這種長壽命的延時發(fā)射的熒光，被稱為延遲熒光或緩發(fā)熒光。影響熒光的主要因素有哪些？固定激發(fā)光波長物質(zhì)發(fā)射的磷光強度與發(fā)射光波長關系曲線，如右圖中曲線III。改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進行。重復3、4步循環(huán)掃描得到理想的光譜圖。ItI0e-kt躍遷到激發(fā)態(tài)高振動能級的激發(fā)態(tài)分子，首先以更快的速率發(fā)生振動弛豫（其速率在1013/s數(shù)量級），散失部分能量，達到零振動能級，一般從零振動能級發(fā)射熒光；激發(fā)譜

固定發(fā)射波長(一般將其固定于發(fā)射波段中感興趣的峰位)，掃描出的化合物的發(fā)射光強(熒光/磷光)與入射光波長的關系曲線。主要光譜參量發(fā)射譜

固定激發(fā)波長(一般將其固定于激發(fā)波段中感興趣的峰位),掃描出的化合物的發(fā)射光強(熒光/磷光)與入射光波長的關系曲線。吸收譜

化合物的吸收光強與入射光波長的關系曲線。14熒光探針法測定膠束，囊胞等特殊環(huán)境的微極性和微黏度激發(fā)譜主要主要光譜參量

吸收譜反映出的是物質(zhì)的基態(tài)能級與激發(fā)態(tài)能級之間所有的允許躍遷。通常狀態(tài)下的物質(zhì)的表觀顏色大部分時候取決于其吸收特性。

激發(fā)譜則反映的是基態(tài)與所有與該熒光發(fā)射有關的能級之間的躍遷。其所呈現(xiàn)的關系比吸收譜要有選擇性，但有時候又不如吸收譜來的直接。電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級時，吸收不同波長的能量(如能級圖2

,1)，產(chǎn)生不同吸收帶，但均回到第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級再躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)生波長一定的熒光(如’2

)。因此，發(fā)射譜的形狀與激發(fā)波長無關。15主要光譜參量吸收譜反映出的是物質(zhì)的基態(tài)能級與激發(fā)斯托克位移一個化合物的發(fā)射光譜常常與其吸收光譜很類似，但總是較相應的吸收光譜紅移，這稱為斯托克位移（Stoke’sshift）。蒽在溶液中的吸收（虛線）和發(fā)射（實線）光譜16斯托克位移一個化合物的發(fā)射光譜常常與其吸收光譜很類似，但總是產(chǎn)生斯托克位移的主要原因：1.躍遷到激發(fā)態(tài)高振動能級的激發(fā)態(tài)分子，首先以更快的速率發(fā)生振動弛豫（其速率在1013/s數(shù)量級），散失部分能量，達到零振動能級，一般從零振動能級發(fā)射熒光；2.激發(fā)態(tài)形成后，其分子的構型將很快進一步調(diào)整，以達到激發(fā)態(tài)的穩(wěn)定構型，這又損失了部分能量；3.發(fā)射熒光的激發(fā)態(tài)多為（π，π*）態(tài)，這種激發(fā)態(tài)較基態(tài)時有更大的極性，因此將在更大程度上為極性溶劑所穩(wěn)定，使激發(fā)態(tài)的能量進一步降低。斯托克位移17產(chǎn)生斯托克位移的主要原因：1.躍遷到激發(fā)態(tài)高振動能級的激發(fā)態(tài)不過，有時在高溫下也可觀察到反斯托克位移現(xiàn)象，即熒光光譜移向吸收光譜的短波方向。這是由于高溫使更多的激發(fā)態(tài)分子處于高振動能級，熒光主要從激發(fā)態(tài)的高振動能級發(fā)出所致。既沒發(fā)生斯托克位移也沒發(fā)生反斯托克位移的熒光稱共振熒光。反斯托克位移18不過，有時在高溫下也可觀察到反斯托克位移現(xiàn)象，即熒光光譜移向熒光發(fā)射是光吸收的逆過程。熒光發(fā)射光譜與吸收光譜有類似鏡影的關系。但當激發(fā)態(tài)的構型與基態(tài)的構型相差很大時，熒光發(fā)射光譜將明顯不同于該化合物的吸收光譜。鏡像規(guī)則19熒光發(fā)射是光吸收的逆過程。熒光發(fā)射光譜與吸收光譜有類似鏡影的熒光光譜固定激發(fā)光波長物質(zhì)發(fā)射的熒光強度與發(fā)射光波長關系曲線，如右圖中曲線II。熒光本身則是由電子在兩能級間不發(fā)生自旋反轉(zhuǎn)的輻射躍遷過程中所產(chǎn)生的光。磷光光譜固定激發(fā)光波長物質(zhì)發(fā)射的磷光強度與發(fā)射光波長關系曲線，如右圖中曲線III。磷光本身則是由電子在兩能級間發(fā)生自旋反轉(zhuǎn)的輻射躍遷過程中所產(chǎn)生的光。熒光光譜與磷光光譜20熒光光譜熒光光譜與磷光光譜20光譜圖21光譜圖21自吸收現(xiàn)象：化合物的熒光發(fā)射光譜的短波長端與其吸收光譜的長波長端重疊，產(chǎn)生自吸收；如蒽化合物。內(nèi)濾光作用：溶液中含有能吸收激發(fā)光或熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光，如色胺酸中的重鉻酸鉀；內(nèi)濾光作用和自吸收現(xiàn)象200250300350400450500熒光激發(fā)光譜熒光發(fā)射光譜nm蒽的激發(fā)光譜和熒光光譜22自吸收現(xiàn)象：化合物的熒光發(fā)射光譜的短波長端與其吸收光譜的長波熒光壽命熒光壽命是熒光強度衰減為初始時的1/e所需要的時間，常用表示。如熒光強度的衰減符合指數(shù)衰減的規(guī)律:

ItI0e-kt

其中I0是激發(fā)時最大熒光強度，It是時間t時的熒光強度，k是衰減常數(shù)。假定在時間時測得的It為I0的1/e，則是我們定義的熒光壽命。23熒光壽命熒光壽命是熒光強度衰減為初始時的1/e所需要的時間壽命是衰減常數(shù)k的倒數(shù)。事實上，在瞬間激發(fā)后的某個時間，熒光強度達到最大值，然后熒光強度將按指數(shù)規(guī)律下降。從最大熒光強度值后任一強度值下降到其1/e所需的時間都應等于。

熒光壽命24壽命是衰減常數(shù)k的倒數(shù)。事實上，在瞬間激發(fā)后的某個時間，熒如果激發(fā)態(tài)分子只以發(fā)射熒光的方式丟失能量，則熒光壽命與熒光發(fā)射速率的衰減常數(shù)成反比。熒光壽命因此有F1/KFF表示熒光分子的固有熒光壽命，kF表示熒光發(fā)射速率的衰減常數(shù)。熒光發(fā)射速率即為單位時間中發(fā)射的光子數(shù)。25如果激發(fā)態(tài)分子只以發(fā)射熒光的方式丟失能量，則熒光壽命與熒光發(fā)處于激發(fā)態(tài)的分子，除了通過發(fā)射熒光回到基態(tài)以外，還會通過一些其它過程(如淬滅和能量轉(zhuǎn)移)回到基態(tài)，其結(jié)果是加快了激發(fā)態(tài)分子回到基態(tài)的過程(或稱失活過程)，結(jié)果是熒光壽命降低。壽命和這些過程的速率常數(shù)有關，總的失活過程的速率常數(shù)k可以用各種失活過程的速率常數(shù)之和來表示:kkF+kiki表示各種非輻射過程的衰減速率常數(shù)。則總的壽命為:1/k1/(kF+ki)熒光壽命26處于激發(fā)態(tài)的分子，除了通過發(fā)射熒光回到基態(tài)以外，還會通過一些由于吸收幾率與發(fā)射幾率有關，F(xiàn)與最大吸收位置的摩爾消光系數(shù)max(單位為cm2mol-1或(moldm-3)-1cm-1)也密切相關。從下式可以得到F的粗略估計值(單位為秒)。1/F≈104max注意：在討論壽命時，不要把壽命與躍遷時間混淆起來。躍遷時間是躍遷頻率的倒數(shù)，而壽命是指分子在某種特定狀態(tài)下存在的時間。通過測量壽命，可以得到有關分子結(jié)構和動力學方面的信息。熒光壽命27由于吸收幾率與發(fā)射幾率有關，F(xiàn)與最大吸收位置的摩爾消光系,2009(131):13572-13573大多數(shù)有機分子的基態(tài)處于單重態(tài)；過渡金屬配合物很多能實現(xiàn)較強的紅外波段寬帶發(fā)射，可以有效避開組織體的吸收，可以穿透組織體實現(xiàn)紅外成像，克服同位素原子示蹤對人體的傷害；稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理可測量約60多種元素。缺點：應用范圍小。M=2S+1改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進行?？捎糜谘芯看蠓肿游镔|(zhì)的性質(zhì)和行為。稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理基質(zhì)敏化的稀土離子發(fā)光降低體系溫度可以提高熒光量子產(chǎn)率。金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素帶通濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片；量子點探針較傳統(tǒng)的有機熒光染料具有一定的優(yōu)越性：它吸收光子發(fā)生多重性不變的躍遷時所吸收的能量小于斷裂其最弱的化學鍵所需要的能量。缺點：f-f禁阻，強度低=s[Iεscs/(Isεc)]S1+S1→T1+T1→(T1···T1)→S0+S1→S0+S0+hνp躍遷到激發(fā)態(tài)高振動能級的激發(fā)態(tài)分子，首先以更快的速率發(fā)生振動弛豫（其速率在1013/s數(shù)量級），散失部分能量，達到零振動能級，一般從零振動能級發(fā)射熒光；時，此分子被稱為處于基態(tài)。延遲熒光一般熒光壽命為10-8s，最長可達10-6s。但有時卻可能觀察到長達10-3s。這種長壽命的延時發(fā)射的熒光，被稱為延遲熒光或緩發(fā)熒光。延遲熒光與普通熒光的區(qū)別主要在于輻射壽命不同。這種長壽命的延遲熒光來源于從第一激發(fā)三重態(tài)（T1）重新生成的S1態(tài)的輻射躍遷。即延遲熒光產(chǎn)生的過程為：S1→T1→S1→S0+hνf28,2009(131):13572-13573延遲熒光一延遲熒光E型延遲熒光：當?shù)谝患ぐl(fā)單重態(tài)S1與第一激發(fā)三重態(tài)T1能差較小時，T1態(tài)有時可從環(huán)境獲取一定的熱能后又達到能量更高的S1態(tài)。即T1→S1這種現(xiàn)象首先從四溴熒光素（eosin）觀察到，故得名E型延遲熒光。ΔP型延遲熒光：當單重態(tài)（S1）與三重態(tài)（T1）能差較大時，T1不可能靠從環(huán)境取得熱能而到達S1態(tài)。這時有可能在兩個三重態(tài)分子靠近時，通過兩個三重態(tài)分子的湮滅過程重新生成S1態(tài)。即S1+S1→T1+T1→(T1···T1)→S0+S1→S0+S0+hνp這種現(xiàn)象首先從芘（pyrene）和菲（phenanthrence）觀察到，故得名P型延遲熒光。29延遲熒光E型延遲熒光：ΔP型延遲熒光：29熒光量子產(chǎn)率是物質(zhì)熒光特性中最基本的參數(shù)之一，它表示物質(zhì)發(fā)射熒光的效率。量子產(chǎn)率熒光量子產(chǎn)率通常用來表示，定義為熒光發(fā)射量子數(shù)與被物質(zhì)吸收的光子數(shù)之比，也可表示為熒光發(fā)射強度與被吸收的光強之比，或表示為熒光發(fā)射速率與吸收光速率常數(shù)之比，即：

=熒光發(fā)射量子數(shù)/吸收的光子數(shù)=kf[S1]/吸光速率=If/Ia

30熒光量子產(chǎn)率是物質(zhì)熒光特性中最基本的參數(shù)之一，它表示物質(zhì)發(fā)射量子產(chǎn)率一般情況下，熒光量子產(chǎn)率（)不隨激發(fā)光波長而改變，這被稱為Kasha-Vavilov規(guī)則。但如果形成的激發(fā)態(tài)會導致化學反應或系間竄越與內(nèi)轉(zhuǎn)換的競爭，則可能使受到影響。例如，在低壓氣相以254nm的光激發(fā)苯，=0.4，而當以小于240nm的光激發(fā)苯時，則未檢測到熒光。這是由于苯的高振動能級的S1態(tài)會使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎磐弑?。不同化合物的差別可以很大。另外，還會受環(huán)境（如溫度、溶劑等）的影響，例如，降低溫度可導致一個化合物的增大，提高溫度可導致一個化合物的降低。31量子產(chǎn)率一般情況下，熒光量子產(chǎn)率（)不隨激發(fā)光波長而改變，量子產(chǎn)率由于熒光的非單色性、各向的不均勻性和二級發(fā)射等原因，熒光量子產(chǎn)率的直接測定的重復性往往較差。因此，實際測量中大多采用的是相對法，即用一已知其熒光量子產(chǎn)率的參比化合物在相同條件下對照測定，并可通過公式計算目標化合物的熒光量子產(chǎn)率：=s[Iεscs/(Isεc)]s、εs、cs和Is分別是參照物的熒光量子產(chǎn)率（已知）、摩爾消光系數(shù)、溶液濃度和熒光強度；、ε

、c和I分別是被測物的熒光量子產(chǎn)率（未知）、摩爾消光系數(shù)、溶液濃度和熒光強度。參照物應是已知、無自吸收、無濃度猝滅、在被測物所用溶劑中可溶、易純化、穩(wěn)定和對雜質(zhì)不敏感的物質(zhì)。常用的參照物如羅丹明B和喹啉硫酸氫鹽等。32量子產(chǎn)率由于熒光的非單色性、各向的不均勻性和二級發(fā)射等原因，熒光產(chǎn)生的條件化合物能夠產(chǎn)生熒光的必要條件是：它吸收光子發(fā)生多重性不變的躍遷時所吸收的能量小于斷裂其最弱的化學鍵所需要的能量。另外，化合物要能發(fā)生熒光，其結(jié)構中必須有熒光基團。熒光基團都是含有不飽和鍵的基團，當這些基團是分子的共軛體系的一部分時，則該化合物可能產(chǎn)生熒光。33熒光產(chǎn)生的條件化合物能夠產(chǎn)生熒光的必要條件是：另外，化合物要影響熒光的主要因素1.熒光助色團與熒光消色團：可使化合物熒光增強的基團被稱為熒光助色團。一般為給電子取代基，如-NH2、-OH等。相反，吸電子基團如-COOH、-CN等將減弱或抑制熒光的產(chǎn)生，被稱為熒光消色團。34影響熒光的主要因素1.熒光助色團與熒光消色團：可使化合物熒光影響熒光的主要因素增加共平面的稠合環(huán)的數(shù)目，特別是當稠合環(huán)以線型排列時，將有利于體系內(nèi)電子的流動，從而使體系發(fā)生躍遷所需吸收的能量降低，進而有利于熒光的產(chǎn)生。2.增加稠合環(huán)可增強熒光：剛性增強后，將減弱分子的振動，從而使分子的激發(fā)能不易因振動而以熱能形式釋放；另外，分子剛性的增加常有利于增加分子的共平面，從而有利于增大分子內(nèi)電子的流動性，也就有利于熒光的產(chǎn)生。3.提高分子的剛性可增強熒光：35影響熒光的主要因素增加共平面的稠合環(huán)的數(shù)目，特別是當稠合環(huán)以影響熒光的主要因素根據(jù)電子躍遷規(guī)則，S1態(tài)的電子組態(tài)是（，*）態(tài)時，有利于熒光的產(chǎn)生，當S1態(tài)的電子組態(tài)是（n，*）態(tài)時，不利于熒光的產(chǎn)生。4.激發(fā)態(tài)電子組態(tài)的影響：重原子具有增強系間竄越的作用，將增大從S1態(tài)向T1態(tài)的系間竄越的速率常數(shù)和量子產(chǎn)率，從而導致降低熒光量子產(chǎn)率。5.重原子將導致熒光量子產(chǎn)率的降低：36影響熒光的主要因素根據(jù)電子躍遷規(guī)則，S1態(tài)的電子組態(tài)是（，通過內(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。研究較多的有CdSe、CdTe、ZnS等。分子失活的途徑有哪些？Hong,etal.內(nèi)濾光作用：溶液中含有能吸收激發(fā)光或熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光，如色胺酸中的重鉻酸鉀；根據(jù)吸收譜中感興趣的峰確定激發(fā)波長，選擇合適的發(fā)射譜波長范圍、濾光片、光路狹縫、掃描速度等進行發(fā)射譜的掃描。金屬-有機配合物發(fā)光機理示意圖ki表示各種非輻射過程的衰減速率常數(shù)。比如紅外截止濾光片，IBG-650。改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進行。Bauer,etal.金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素增加溶劑的極性，一般有利于熒光的產(chǎn)生。如果光路狹縫太大，熒光信號太強，容易超出儀器檢測范圍，損傷儀器；熒光發(fā)射速率即為單位時間中發(fā)射的光子數(shù)。既沒發(fā)生斯托克位移也沒發(fā)生反斯托克位移的熒光稱共振熒光。熒光光譜儀的原理、操作及數(shù)據(jù)處理提高分子的剛性可增強熒光：稀土離子是一類核酸探針的檢測試劑。熒光是輻射躍遷的一種，是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時所釋放的輻射。缺點：f-f禁阻，強度低影響熒光的主要因素增加溶劑的極性，一般有利于熒光的產(chǎn)生。6.溶劑極性的影響：降低體系溫度可以提高熒光量子產(chǎn)率。7.溫度的影響：如氫鍵、吸附、溶劑粘度增加等均可提高熒光的量子產(chǎn)率，這都可用減少了分子的熱振動和增加了分子的剛性來解釋。8.其它影響因素：37通過內(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3838熒光光譜儀的原理、操作及數(shù)據(jù)處理39熒光光譜儀的原理、操作及數(shù)據(jù)處理39在實驗樣品受到激發(fā)的情況下，通過選擇合適的探測器和工作模式，記錄下發(fā)射光強與激發(fā)源特性、樣品特性以及溫度、時間、空間、能量等相關特性之間的關系，以此來更好的研究或利用發(fā)光過程。熒光光譜儀的基本原理40在實驗樣品受到激發(fā)的情況下，通過選擇合適的探測器和工作模式，樣品準備塊狀固體為了獲取盡可能理想的光譜，減小內(nèi)外表面因素的干擾，最好切成規(guī)則形狀，并進行拋光。

2.如果要做系列樣品特性的對比，應盡量在尺寸和光潔度上將其制為同一規(guī)格。4.對于與各項異性有關的測試，務必要注意光軸（或x,y,z軸）的位置。

5.對于有自吸收特性的樣品要注意其對測試結(jié)果的影響。41樣品準備塊狀固體為了獲取盡可能理想的光譜，減小內(nèi)外表面因素樣品準備粉體和微晶

避免混入諸如濾紙纖維、膠水等雜質(zhì)，以免其發(fā)光對測試結(jié)果產(chǎn)生影響。

2.樣品應盡量保存在不會引入雜質(zhì)又防潮避光的樣品管（盒）中。3.對于強光下不穩(wěn)定的化合物，測試時應特別注意控制入射光的強度，避免破壞樣品。4.粉體和微晶樣品一般夾在石英玻璃片進行測試。42樣品準備粉體和微晶避免混入諸如濾紙纖維、膠水等雜質(zhì)，以免其液體樣品準備1.溶液樣品盡量使用透明的玻璃化溶液，避免在這種匯聚式光路中由于比色皿中溶液的前后吸收不均導致的光譜失真問題。2.為安全起見，對于使用揮發(fā)性劇毒溶劑的測試，一定要有合適的防護。3.易揮發(fā)、易變質(zhì)的溶液最好現(xiàn)配現(xiàn)測。4.液體樣品一般放在帶蓋石英比色皿（與紫外測試所用比色皿不同，為側(cè)面全透明型）中進行測試。43液體樣品準備1.溶液樣品盡量使用透明的玻璃化溶液，避免在這測試準備由于物質(zhì)的發(fā)射特性和吸收特性是緊密相關的，所以提前做好吸收譜可以有效縮短熒光測試的摸索時間。對于不知道相關特性的樣品，吸收譜的測試比熒光光譜的測試要容易很多。所以，建議大家先測一下樣品的吸收譜，并從中找出感興趣的吸收峰和特性，在熒光測試時以便參考。44測試準備由于物質(zhì)的發(fā)射特性和吸收特性是緊密相關的光譜測試開機

電源——燈源2.發(fā)射譜

根據(jù)吸收譜中感興趣的峰確定激發(fā)波長，選擇合適的發(fā)射譜波長范圍、濾光片、光路狹縫、掃描速度等進行發(fā)射譜的掃描。3.激發(fā)譜

根據(jù)發(fā)射譜中感興趣的峰確定發(fā)射波長，選擇合適的激發(fā)譜波長范圍、濾光片、光路狹縫、掃描速度等進行激發(fā)譜的掃描。45光譜測試開機2.發(fā)射譜3.激發(fā)譜454.發(fā)射譜

根據(jù)激發(fā)譜中感興趣的峰確定激發(fā)波長，選擇合適的發(fā)射譜波長范圍、濾光片、光路狹縫、掃描速度等進行發(fā)射譜的掃描。5.重復3、4步循環(huán)掃描得到理想的光譜圖。7.關機

光源——電源6.保存數(shù)據(jù)光譜測試464.發(fā)射譜5.重復3、4步循環(huán)掃描得到理想的光譜圖。7.關機電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級時，吸收不同波長的能量(如能級圖2,1)，產(chǎn)生不同吸收帶，但均回到第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級再躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)生波長一定的熒光(如’2)。從最大熒光強度值后任一強度值下降到其1/e所需的時間都應等于。既沒發(fā)生斯托克位移也沒發(fā)生反斯托克位移的熒光稱共振熒光。熒光基團都是含有不飽和鍵的基團，當這些基團是分子的共軛體系的一部分時，則該化合物可能產(chǎn)生熒光。3I0lc=Kc激發(fā)譜掃描過程中，通常選擇比發(fā)射波長短，比激發(fā)譜最長波長長的長波通型截止濾光片。內(nèi)濾光作用：溶液中含有能吸收激發(fā)光或熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光，如色胺酸中的重鉻酸鉀；金屬-金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移（MMLCT）等激發(fā)波長一定要小于發(fā)射波長。相反，吸電子基團如-COOH、-CN等將減弱或抑制熒光的產(chǎn)生，被稱為熒光消色團。很多過渡金屬與配體配合時能形成新的能級結(jié)構（HOMO/LUMO），基態(tài)與這些能級的躍遷較容易導致量子產(chǎn)率相對于配體的顯著增強，同時可以通過改變配位中心或配體結(jié)構在很寬的波段內(nèi)調(diào)控其發(fā)射波段。金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素F表示熒光分子的固有熒光壽命，kF表示熒光發(fā)射速率的衰減常數(shù)。首先，熒光光譜范圍寬，通過改變納米晶體材料和尺寸，獲得的激光誘導熒光光譜范圍在400nm～2μm；研究較多的有CdSe、CdTe、ZnS等。稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理一個化合物的發(fā)射光譜常常與其吸收光譜很類似，但總是較相應的吸收光譜紅移，這稱為斯托克位移（Stoke’sshift）。這是由于高溫使更多的激發(fā)態(tài)分子處于高振動能級，熒光主要從激發(fā)態(tài)的高振動能級發(fā)出所致。金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素濾光片的選擇1.按光譜波段分：紫外濾光片、可見濾光片、紅外濾光片；2.按光譜特性分：帶通濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片；帶通型：選定波段的光通過，通帶以外的光截止。短波通型(又叫低波通)：短于選定波長的光通過，長于該波長的光截止。比如紅外截止濾光片，IBG-650。長波通型(又叫高波通)：長于選定波長的光通過，短于該波長的光截止比如紅外透過濾光片，IPG-800.濾光片的分類47電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級時，吸收不同波長的能量(如能級圖2濾光片的選擇為了消除剩余入射光對熒光光譜產(chǎn)生影響，我們通常要選擇合適的長波通型截止濾光片。激發(fā)波長一定要小于發(fā)射波長。發(fā)射譜掃描過程中，通常選擇比激發(fā)波長長，比發(fā)射譜最短波長短的長波通型截止濾光片。激發(fā)譜掃描過程中，通常選擇比發(fā)射波長短，比激發(fā)譜最長波長長的長波通型截止濾光片。48濾光片的選擇為了消除剩余入射光對熒光光譜產(chǎn)生影響，我們通常要光路狹縫和掃描速度的選擇如果光路狹縫太大，熒光信號太強，容易超出儀器檢測范圍，損傷儀器；如果狹縫開的太小，熒光信號又太弱，檢測比較困難，所以要選擇大小合適的狹縫。如果掃描太快，容易跳峰，忽略特征性的峰信號；掃描太慢則浪費時間。所以只要能掃描得到平滑的光譜曲線就可以了。49光路狹縫和掃描速度的選擇如果光路狹縫太大，熒光信號太強，容易光譜數(shù)據(jù)處理測得的數(shù)據(jù)結(jié)果需要應用origin軟件進行數(shù)據(jù)處理和作圖分析。為了消除儀器本身的影響，測得的光譜曲線需要應用校正曲線進行校正。校正過的光譜數(shù)據(jù)可以應用色坐標軟件進行顏色分析。50光譜數(shù)據(jù)處理測得的數(shù)據(jù)結(jié)果需要應用origin軟件進行數(shù)據(jù)處熒光壽命和量子產(chǎn)率的測試和數(shù)據(jù)處理熒光壽命：根據(jù)發(fā)射譜和激發(fā)譜選擇感興趣的發(fā)射波長和激發(fā)波長，測試熒光強度隨時間的衰減曲線，同樣需要數(shù)據(jù)進行校正，然后應用origin軟件進行作圖和數(shù)據(jù)擬合得到壽命結(jié)果。量子產(chǎn)率：根據(jù)發(fā)射譜和激發(fā)譜選擇感興趣的發(fā)射波長范圍和激發(fā)波長，運用積分球分別測試加、減衰減片時的熒光強度，然后應用軟件進行數(shù)據(jù)處理得到量子產(chǎn)率。51熒光壽命和量子產(chǎn)率的測試和數(shù)據(jù)處理熒光壽命：量子產(chǎn)率：51熒光圖實例52熒光圖實例52熒光光譜的應用53熒光光譜的應用53熒光光譜的應用熒光探針金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光材料分子傳感器物質(zhì)的檢測稀土摻雜發(fā)光材料發(fā)光器件光譜54熒光光譜的應用熒光探針金屬-有機配合物（MOF）分子傳感器物金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理Ligand-金屬-有機配合物發(fā)光機理示意圖55金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理Ligand-金屬-有機1.配體內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移（ILCT）2.配體到金屬的電荷轉(zhuǎn)移（LMCT）3.金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移（MLCT）4.配體到配體的電荷轉(zhuǎn)移（LLCT）5.金屬-金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移（MMLCT）等過渡金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理很多過渡金屬與配體配合時能形成新的能級結(jié)構（HOMO/LUMO），基態(tài)與這些能級的躍遷較容易導致量子產(chǎn)率相對于配體的顯著增強，同時可以通過改變配位中心或配體結(jié)構在很寬的波段內(nèi)調(diào)控其發(fā)射波段。561.配體內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移（ILCT）過渡金屬-有機配合物（MOF過渡金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理常見d8/d10過渡金屬配合物的發(fā)光機理Zn(II)、Cd(II)配合物------------------------------------------ILCT/LMCT單核Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Pt(II)、Pd(II)配合物---------ILCT/LMCT/MLCT多核Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Pt(II)、Pd(II)配合物---------MLCT/MMLCT57過渡金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理常見d8/d10過渡比如紅外截止濾光片，IBG-650。ki表示各種非輻射過程的衰減速率常數(shù)。4，而當以小于240nm的光激發(fā)苯時，則未檢測到熒光。增加稠合環(huán)可增強熒光：銅、鈹、鐵、鈷、鋨及過氧化氫采用催化熒光法測定；降低體系溫度可以提高熒光量子產(chǎn)率。因此，實際測量中大多采用的是相對法，即用一已知其熒光量子產(chǎn)率的參比化合物在相同條件下對照測定，并可通過公式計算目標化合物的熒光量子產(chǎn)率：激發(fā)態(tài)：當一個分子中的電子排布不完全遵從構造原理時，此分子被稱為處于激發(fā)態(tài)。根據(jù)激發(fā)譜中感興趣的峰確定激發(fā)波長，選擇合適的發(fā)射譜波長范圍、濾光片、光路狹縫、掃描速度等進行發(fā)射譜的掃描。其中I0是激發(fā)時最大熒光強度，It是時間t時的熒光強度，k是衰減常數(shù)。為了消除儀器本身的影響，測得的光譜曲線需要應用校正曲線進行校正。多核Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Pt(II)、Pd(II)配合物---------MLCT/MMLCT既可依據(jù)特征發(fā)射光譜，又可根據(jù)特征吸收光譜；通過內(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。通過控制合成半導體納米晶的尺寸來剪裁半導體的帶隙以匹配發(fā)光中心的激發(fā)態(tài)能級，實現(xiàn)高效能量傳遞或發(fā)光?；鶓B(tài)：當一個分子中的所有電子的排布都遵從構造原理帶通濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片；躍遷時間是躍遷頻率的倒數(shù)，而壽命是指分子在某種特定狀態(tài)下存在的時間。這是由于高溫使更多的激發(fā)態(tài)分子處于高振動能級，熒光主要從激發(fā)態(tài)的高振動能級發(fā)出所致。與有機試劑配合物后測量；另外，還會受環(huán)境（如溫度、溶劑等）的影響，例如，降低溫度可導致一個化合物的增大，提高溫度可導致一個化合物的降低。稀土離子能級圖（Dieke圖)稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理58比如紅外截止濾光片，IBG-650。稀土離子稀土金屬-有機配荷蘭的R.T.Wegh等利用德國DESY同步輻射裝置對稀土離子VUV波段的激發(fā)譜做了細致研究，并對比理論計算對VUV譜區(qū)4f能級的預測，成功地將Dieke圖擴展到了70000cm-1的能量范圍。擴展Dieke圖稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理59荷蘭的R.T.Wegh等利用德國DESY同步輻射裝置對稀金屬離子發(fā)光f-f躍遷：Sm3+、Eu3+、Tb3+、Dy3+、Tm3+、Nd3+、Er3+、Yb3+等

天線效應優(yōu)點：色度純、壽命長等缺點：f-f禁阻，強度低稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理60金屬離子發(fā)光天線效應優(yōu)點：色度純、壽命長等稀土金屬-有機配合稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理天線效應示意圖

配體發(fā)光La3+、Gd3+、Lu3+等

f-d躍遷：Eu2+、Yb2+、Sm2+、Ce3+等

寬峰61稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理天線效應示意圖配體躍遷前后原子核的構型沒有發(fā)生改變、躍遷過程中電子自旋沒有改變、躍遷前后電子的軌道在空間有較大的重疊和軌道的對映性發(fā)生了改變的躍遷是允許的；如果掃描太快，容易跳峰，忽略特征性的峰信號；可使化合物熒光增強的基團被稱為熒光助色團。帶通濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片；可使化合物熒光增強的基團被稱為熒光助色團。這種長壽命的延時發(fā)射的熒光，被稱為延遲熒光或緩發(fā)熒光。內(nèi)濾光作用：溶液中含有能吸收激發(fā)光或熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光，如色胺酸中的重鉻酸鉀；首先，熒光光譜范圍寬，通過改變納米晶體材料和尺寸，獲得的激光誘導熒光光譜范圍在400nm～2μm；即延遲熒光產(chǎn)生的過程為：相反，吸電子基團如-COOH、-CN等將減弱或抑制熒光的產(chǎn)生，被稱為熒光消色團?？蓽y量約60多種元素。比如紅外截止濾光片，IBG-650。Wegh等利用德國DESY同步輻射裝置對稀土離子VUV波段的激發(fā)譜做了細致研究，并對比理論計算對VUV譜區(qū)4f能級的預測，成功地將Dieke圖擴展到了70000cm-1的能量范圍。1/F≈104max在水溶液中僅有Tb(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)發(fā)出熒光，與DNA配合后仍保留熒光性能，可特異識別核苷酸。由朗格-比耳定律：Ia=I0(1-10-lc)即延遲熒光產(chǎn)生的過程為：根據(jù)發(fā)射譜和激發(fā)譜選擇感興趣的發(fā)射波長范圍和激發(fā)波長，運用積分球分別測試加、減衰減片時的熒光強度，然后應用軟件進行數(shù)據(jù)處理得到量子產(chǎn)率?？蓽y量約60多種元素。但有時卻可能觀察到長達10-3s。金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素Yu-BinDong,etal.,J.Am.Chem.Soc.,

2007(129):10620-106211.客體離子的影響：金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素62躍遷前后原子核的構型沒有發(fā)生改變、躍遷過程中電子自旋沒有改變Y.K.Park,etal.,

Angew.Chem.Int.Ed.,2007(46):8230-82332.客體分子的影響：金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素63Y.K.Park,etal.,2.客體分子的影響：Zhe-MingWang,SongGao,etal.,Inorg.Chem.,

2007(46):1337-13423.結(jié)晶水的影響金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素64Zhe-MingWang,SongGao,etalM.D.Allendorf,C.A.Bauer,

etal.,Chem.Soc.Rev.,

2009(38):1330–13524.配體共軛程度的影響π*norπ配體金屬配體金屬發(fā)射增大共軛發(fā)射能級躍遷示意圖金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素65M.D.Allendorf,C.A.Bauer,5.溶劑的影響M.C.Hong,etal.,Cryst.Growth.Des.,2008(8):2721-2728金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素665.溶劑的影響M.C.Hong,etal.,金屬-有AvelinoCorma,Jo?oRocha,etal.,Angew.Chem.Int.Ed.,

2009(48):6476-64796.pH的影響金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素67AvelinoCorma,Jo?oRocha,etGuo-CongGuo,etal.,J.Am.Chem.Soc.,

2009(131):13572-135737.激發(fā)波長的影響金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素68Guo-CongGuo,etal.,7.激發(fā)波長的影響稀土摻雜發(fā)光材料1.稀土摻雜激光晶體2.稀土摻雜納米材料69稀土摻雜發(fā)光材料1.稀土摻雜激光晶體2.稀土摻雜納米材料69既沒發(fā)生斯托克位移也沒發(fā)生反斯托克位移的熒光稱共振熒光。在線性范圍內(nèi)，測定標樣和試樣的熒光強度，比較；外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或“猝滅”。鈰、銪、銻、釩、鈾采用固體熒光法測定金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素樣品應盡量保存在不會引入雜質(zhì)又防潮避光的樣品管（盒）中。熒光探針技術在高分子科學中的應用金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移（MLCT）處于激發(fā)態(tài)的分子，除了通過發(fā)射熒光回到基態(tài)以外，還會通過一些其它過程(如淬滅和能量轉(zhuǎn)移)回到基態(tài)，其結(jié)果是加快了激發(fā)態(tài)分子回到基態(tài)的過程(或稱失活過程)，結(jié)果是熒光壽命降低。Franck-Condon原理：產(chǎn)生斯托克位移的主要原因：增加溶劑的極性，一般有利于熒光的產(chǎn)生。激發(fā)態(tài)：當一個分子中的電子排布不完全遵從構造原理時，此分子被稱為處于激發(fā)態(tài)。金屬-金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移（MMLCT）等這種長壽命的延時發(fā)射的熒光，被稱為延遲熒光或緩發(fā)熒光。改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進行。熒光探針技術在高分子科學中的應用如果狹縫開的太小，熒光信號又太弱，檢測比較困難，所以要選擇大小合適的狹縫。稀土摻雜激光晶體70既沒發(fā)生斯托克位移也沒發(fā)生反斯托克位移的熒光稱共振熒光。稀土稀土摻雜激光晶體71稀土摻雜激光晶體71稀土摻雜激光晶體72稀土摻雜激光晶體72稀土摻雜激光晶體73稀土摻雜激光晶體73稀土摻雜納米材料稀土離子和半導體納米晶本身都是很好的發(fā)光材料。稀土離子的發(fā)光可以被半導體的激子復合所敏化，使得稀土離子的發(fā)光效率大大增強。通過控制合成半導體納米晶的尺寸來剪裁半導體的帶隙以匹配發(fā)光中心的激發(fā)態(tài)能級，實現(xiàn)高效能量傳遞或發(fā)光。稀土離子是最好的對結(jié)構敏感的光譜探針，可以設計實驗來原位探測某些很小的半導體納米晶室溫結(jié)構相變過程并分析其內(nèi)在機制。稀土摻雜半導體納米材料在綠色照明光源、納米光電子器件、平板顯示、納米生物標記和傳感器等方面有著廣闊的應用前景。

74稀土摻雜納米材料稀土離子和半導體納米晶本身都是很好的發(fā)光材料稀土摻雜納米材料ZnO:Eu3+ZnO→Ln3+

能量傳遞ZnO敏化發(fā)光更高效基質(zhì)敏化的稀土離子發(fā)光75稀土摻雜納米材料ZnO:Eu3+ZnO→Ln3+能量傳遞基與蛋白質(zhì)或其他大分子結(jié)構非共價相互作用而使一種或幾種熒光性質(zhì)發(fā)生改變的小分子物質(zhì)?？捎糜谘芯看蠓肿游镔|(zhì)的性質(zhì)和行為。熒光探針目前常用的熒光探針有熒光素類探針、無機離子熒光探針、熒光量子點、分子信標等。熒光探針除應用于核酸和蛋白質(zhì)的定量分析外，在核酸染色、DNA電泳、核酸分子雜交、定量PCR技術以及DNA測序上都有著廣泛的應用。熒光探針：76與蛋白質(zhì)或其他大分子結(jié)構非共價相互作用而使一種或幾種熒光性質(zhì)熒光探針過渡金屬配合物很多能實現(xiàn)較強的紅外波段寬帶發(fā)射，可以有效避開組織體的吸收，可以穿透組織體實現(xiàn)紅外成像，克服同位素原子示蹤對人體的傷害；壽命處于μs量級，可以用于較大分子的形變和轉(zhuǎn)動擴散研究，當然，結(jié)合其特有的發(fā)射波段也能對活體環(huán)境中的許多擴散和轉(zhuǎn)變過程進行研究。77熒光探針過渡金屬配合物很多能實現(xiàn)較強的紅外波段寬帶發(fā)射，可以稀土離子是一類核酸探針的檢測試劑。在水溶液中僅有Tb(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)發(fā)出熒光，與DNA配合后仍保留熒光性能，可特異識別核苷酸。Tb(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)與一些小分子配體配合，由于配體本身性質(zhì)、中心離子-配體成鍵及溶劑等因素影響，使配合物的激發(fā)態(tài)壽命達到ms級，并發(fā)出窄而強的熒光。Tb(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)與小分子的配合物探針通過共價鍵與靶DNA共價結(jié)合后多用于實時定量熒光PCR反應產(chǎn)物的分析及雜交測試。該類探針要求稀土配合物易于合成并且足夠穩(wěn)定，同時熒光發(fā)射強度大。Nurmi等用Tb(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)標記的探針進行實時同步擴增及前列腺特異抗原的測定，信噪比要高于傳統(tǒng)的TaqMan探針，而循環(huán)閾值則降低。熒光探針78稀土離子是一類核酸探針的檢測試劑。該類探針要求稀土配合物易于量子點熒光探針是由Ⅱ-Ⅳ族和Ⅲ-Ⅴ族元素組成的半導體納米顆粒，將核酸連接到量子點的表面，做成探針，通過體外雜交常規(guī)熒光(FISH)分析，發(fā)現(xiàn)染色體的異常及變異，可取代一些有機熒光染料進行生物分子檢測。研究較多的有CdSe、CdTe、ZnS等。熒光探針79量子點熒光探針是由Ⅱ-Ⅳ族和Ⅲ-Ⅴ族元素組成的半導體納米顆粒量子點探針較傳統(tǒng)的有機熒光染料具有一定的優(yōu)越性：首先，熒光光譜范圍寬，通過改變納米晶體材料和尺寸，獲得的激光誘導熒光光譜范圍在400nm～2μm；其次，熒光光譜范圍可調(diào)，穩(wěn)定性好，熒光壽命長，且可用單一波長的激發(fā)光源同時激發(fā)不同大小尺寸的量子點，得到不同熒光發(fā)射波長的檢測信號，相對于有機熒光染料的單一光源激發(fā)得到單一熒光發(fā)射信號，降低了實驗成本并簡化了分析步驟。熒光探針總之，量子點熒光探針用于生物熒光標記，是一個具有廣闊應用前景的領域。80量子點探針較傳統(tǒng)的有機熒光染料具有一定的優(yōu)越性：熒光探針總之利用熒光探針來研究高分子的鏈結(jié)構及高分子材料物化參數(shù)通過熒光探針來研究高分子光化學與光物理問題通過熒光探針研究高分子體系的聚合反應過程利用熒光探針研究特殊環(huán)境的物理化學性質(zhì)熒光探針法測定膠束，囊胞等特殊環(huán)境的微極性和微黏度熒光探針法測定膠束的聚集數(shù)熒光探針研究高分子溶液的Sol-Gel過程和凝膠化點的測定……參考書目：高分子光化學導論——基礎和應用吳世康著科學出版社2003-10出版熒光探針技術在高分子科學中的應用81利用熒光探針來研究高分子的鏈結(jié)構及高分子材料物化參數(shù)熒光探針物質(zhì)的檢測——熒光分析方法與應用特點：（1）靈敏度高比紫外-可見分光光度法高2～4個數(shù)量級；檢測下限：0.1～0.1g/cm-3

相對靈敏度：0.05mol/L奎寧硫酸氫鹽的硫酸溶液。（2）選擇性強既可依據(jù)特征發(fā)射光譜，又可根據(jù)特征吸收光譜；（3）試樣量少缺點：應用范圍小。82物質(zhì)的檢測——熒光分析方法與應用特點：82定量依據(jù)：

熒光強度

If正比于吸收的光量Ia和熒光量子效率：

If=Ia

由朗格-比耳定律：Ia=I0(1-10-lc)If=I0(1-10-lc)=I0(1-e-2.3lc)

濃度很低時，將括號項近似處理后：

If=2.3I0lc

=Kc物質(zhì)的檢測——熒光分析方法與應用83定量依據(jù)：物質(zhì)的檢測——熒光分析方法與應用83定量方法標準曲線法：配制一系列標準濃度試樣測定熒光強度，繪制標準曲線，再在相同條件下測量未知試樣的熒光強度，在標準曲線上求出濃度；比較法：在線性范圍內(nèi)，測定標樣和試樣的熒光強度，比較；物質(zhì)的檢測——熒光分析方法與應用84定量方法標準曲線法：物質(zhì)的檢測——熒光分析方法與應用84(1)無機化合物的分析與有機試劑配合物后測量；可測量約60多種元素。鈹、鋁、硼、鎵、硒、鎂、稀土常采用熒光分析法；氟、硫、鐵、銀、鈷、鎳采用熒光熄滅法測定；銅、鈹、鐵、鈷、鋨及過氧化氫采用催化熒光法測定；鉻、鈮、鈾、碲采用低溫熒光法測定；鈰、銪、銻、釩、鈾采用固體熒光法測定(2)生物與有機化合物的分析見表物質(zhì)的檢測——熒光分析方法與應用85(1)無機化合物的分析物質(zhì)的檢測——熒光分析方法與應用8586868787參考資料現(xiàn)代光化學，張建成，王奪元，化學工業(yè)出版社2.光化學基本原理和光子學材料科學，樊美公，科學出版社88參考資料現(xiàn)代光化學，張建成，王奪元，化學工業(yè)出版社88ThankYou!ThankYou!問題1.分子失活的途徑有哪些？2.影響熒光的主要因素有哪些？3.熒光的應用有哪些方面？90問題1.分子失活的途徑有哪些？90謝謝觀看！謝謝觀看！熒光的原理及應用熒光的原理及應用主要內(nèi)容熒光光譜的基本原理1熒光光譜儀的原理、操作及數(shù)據(jù)處理2熒光光譜的應用3參考資料493主要內(nèi)容熒光光譜的基本原理1熒光光譜儀的原理、操作及數(shù)據(jù)處理熒光光譜的基本原理94熒光光譜的基本原理3熒光定義熒光是輻射躍遷的一種，是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時所釋放的輻射。95熒光定義熒光是輻射躍遷的一種，是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同構造原理：電子在原子或分子中排布所遵循的規(guī)則。基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量最低原理泡利不相容原理洪特規(guī)則基態(tài)：當一個分子中的所有電子的排布都遵從構造原理時，此分子被稱為處于基態(tài)。激發(fā)態(tài)：當一個分子中的電子排布不完全遵從構造原理時，此分子被稱為處于激發(fā)態(tài)。96構造原理：電子在原子或分子中排布所遵循的規(guī)則?；鶓B(tài)和激發(fā)態(tài)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)；電子激發(fā)態(tài)的多重度根據(jù)洪特規(guī)則(平行自旋比成對自旋穩(wěn)定)，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)；97電子激發(fā)態(tài)的多重度：電子激發(fā)態(tài)的多重度根據(jù)洪特規(guī)則(平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)動能級；分子能級與躍遷激發(fā)：

基態(tài)(S0)→激發(fā)態(tài)(S1、S2激發(fā)態(tài)振動能級)：吸收特定頻率的輻射；量子化；躍遷一次到位；失活：

激發(fā)態(tài)→基態(tài)：多種途徑和方式(見能級圖)；速度最快、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢；第一、第二、…電子激發(fā)單重態(tài)

S1、S2…

；第一、第二、…電子激發(fā)三重態(tài)

T1、T2…

；98分子能級比原子能級復雜；分子能級與躍遷激發(fā)：基態(tài)(S0)→雅布隆斯基分子能級圖S2S1S0T1吸收發(fā)射熒光發(fā)射磷光系間竄越內(nèi)轉(zhuǎn)換振動弛豫能量l2l1l

3

外轉(zhuǎn)換l

2T2內(nèi)轉(zhuǎn)換振動弛豫99雅布隆斯基分子能級圖S2S1S0T1吸發(fā)發(fā)系間竄越內(nèi)轉(zhuǎn)換振動躍遷規(guī)則躍遷前后原子核的構型沒有發(fā)生改變、躍遷過程中電子自旋沒有改變、躍遷前后電子的軌道在空間有較大的重疊和軌道的對映性發(fā)生了改變的躍遷是允許的；躍遷過程中電子自旋發(fā)生了改變、躍遷前后電子的軌道在空間不重疊或軌道的對映性未發(fā)生改變的躍遷是禁阻的。Franck-Condon原理：在電子躍遷完成的瞬間，分子中原子核的構型是來不及改變的。100躍遷規(guī)則躍遷前后原子核的構型沒有發(fā)生改變、躍遷過程中電子自旋電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，容易返回基態(tài)，在這個過程中通過輻射躍遷(發(fā)光)和無輻射躍遷等方式失去能量，這個過程就稱為失活。失活途徑輻射躍遷熒光磷光內(nèi)轉(zhuǎn)換外轉(zhuǎn)換系間竄越振動弛豫無輻射躍遷

激發(fā)態(tài)停留時間短、返回速度快的途徑，發(fā)生的幾率大。失活的途徑101電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，容易返回基態(tài)，在這個過程振動弛豫：同一電子能級內(nèi)以熱能量交換形式由高振動能級至低相鄰振動能級間的躍遷。發(fā)生振動弛豫的時間一般為10-12s。無輻射躍遷失活的途徑通過內(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。

內(nèi)轉(zhuǎn)換：多重度相同的電子能級中等能級間的無輻射能級躍遷。102振動弛豫：同一電子能級內(nèi)以熱能量交換形式由高振動能級至低相無輻射躍遷失活的途徑系間竄越：不同多重態(tài),有重疊的轉(zhuǎn)動能級間的非輻射躍遷。

改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進行。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；

外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或“猝滅”。103無輻射躍遷失活的途徑系間竄越：不同多重態(tài),有重疊的轉(zhuǎn)動能級間熒光發(fā)射：電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)（多為S1→S0躍遷），發(fā)射波長為’2的熒光；10-7～10-9s。輻射躍遷失活的途徑磷光發(fā)射：電子由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)（多為T1→S0躍遷）；發(fā)射波長為3的磷光；

10-4～100s。電子由S0進入T1的可能過程：（S0→T1禁阻躍遷）

S0→激發(fā)→振動弛豫→內(nèi)轉(zhuǎn)換→系間竄越→振動弛豫→T1

發(fā)光速度很慢，光照停止后，可持續(xù)一段時間。

由圖可見，發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量小，波長長；’2>2>1；

104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)（多為熒光探針法測定膠束，囊胞等特殊環(huán)境的微極性和微黏度大多數(shù)有機分子的基態(tài)處于單重態(tài)；激發(fā)：基態(tài)(S0)→激發(fā)態(tài)(S1、S2激發(fā)態(tài)振動能級)：吸收特定頻率的輻射；從下式可以得到F的粗略估計值(單位為秒)。,2007(129):10620-10621增加溶劑的極性，一般有利于熒光的產(chǎn)生。稀土摻雜半導體納米材料在綠色照明光源、納米光電子器件、平板顯示、納米生物標記和傳感器等方面有著廣闊的應用前景。缺點：f-f禁阻，強度低由朗格-比耳定律：Ia=I0(1-10-lc)另外，還會受環(huán)境（如溫度、溶劑等）的影響，例如，降低溫度可導致一個化合物的增大，提高溫度可導致一個化合物的降低。躍遷過程中電子自旋發(fā)生了改變、躍遷前后電子的軌道在空間不重疊或軌道的對映性未發(fā)生改變的躍遷是禁阻的。S1→T1→S1→S0+hνf分子能級比原子能級復雜；通過內(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。這種長壽命的延時發(fā)射的熒光，被稱為延遲熒光或緩發(fā)熒光。影響熒光的主要因素有哪些？固定激發(fā)光波長物質(zhì)發(fā)射的磷光強度與發(fā)射光波長關系曲線，如右圖中曲線III。改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進行。重復3、4步循環(huán)掃描得到理想的光譜圖。ItI0e-kt躍遷到激發(fā)態(tài)高振動能級的激發(fā)態(tài)分子，首先以更快的速率發(fā)生振動弛豫（其速率在1013/s數(shù)量級），散失部分能量，達到零振動能級，一般從零振動能級發(fā)射熒光；激發(fā)譜

固定發(fā)射波長(一般將其固定于發(fā)射波段中感興趣的峰位)，掃描出的化合物的發(fā)射光強(熒光/磷光)與入射光波長的關系曲線。主要光譜參量發(fā)射譜

固定激發(fā)波長(一般將其固定于激發(fā)波段中感興趣的峰位),掃描出的化合物的發(fā)射光強(熒光/磷光)與入射光波長的關系曲線。吸收譜

化合物的吸收光強與入射光波長的關系曲線。105熒光探針法測定膠束，囊胞等特殊環(huán)境的微極性和微黏度激發(fā)譜主要主要光譜參量

吸收譜反映出的是物質(zhì)的基態(tài)能級與激發(fā)態(tài)能級之間所有的允許躍遷。通常狀態(tài)下的物質(zhì)的表觀顏色大部分時候取決于其吸收特性。

激發(fā)譜則反映的是基態(tài)與所有與該熒光發(fā)射有關的能級之間的躍遷。其所呈現(xiàn)的關系比吸收譜要有選擇性，但有時候又不如吸收譜來的直接。電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級時，吸收不同波長的能量(如能級圖2

,1)，產(chǎn)生不同吸收帶，但均回到第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級再躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)生波長一定的熒光(如’2

)。因此，發(fā)射譜的形狀與激發(fā)波長無關。106主要光譜參量吸收譜反映出的是物質(zhì)的基態(tài)能級與激發(fā)斯托克位移一個化合物的發(fā)射光譜常常與其吸收光譜很類似，但總是較相應的吸收光譜紅移，這稱為斯托克位移（Stoke’sshift）。蒽在溶液中的吸收（虛線）和發(fā)射（實線）光譜107斯托克位移一個化合物的發(fā)射光譜常常與其吸收光譜很類似，但總是產(chǎn)生斯托克位移的主要原因：1.躍遷到激發(fā)態(tài)高振動能級的激發(fā)態(tài)分子，首先以更快的速率發(fā)生振動弛豫（其速率在1013/s數(shù)量級），散失部分能量，達到零振動能級，一般從零振動能級發(fā)射熒光；2.激發(fā)態(tài)形成后，其分子的構型將很快進一步調(diào)整，以達到激發(fā)態(tài)的穩(wěn)定構型，這又損失了部分能量；3.發(fā)射熒光的激發(fā)態(tài)多為（π，π*）態(tài)，這種激發(fā)態(tài)較基態(tài)時有更大的極性，因此將在更大程度上為極性溶劑所穩(wěn)定，使激發(fā)態(tài)的能量進一步降低。斯托克位移108產(chǎn)生斯托克位移的主要原因：1.躍遷到激發(fā)態(tài)高振動能級的激發(fā)態(tài)不過，有時在高溫下也可觀察到反斯托克位移現(xiàn)象，即熒光光譜移向吸收光譜的短波方向。這是由于高溫使更多的激發(fā)態(tài)分子處于高振動能級，熒光主要從激發(fā)態(tài)的高振動能級發(fā)出所致。既沒發(fā)生斯托克位移也沒發(fā)生反斯托克位移的熒光稱共振熒光。反斯托克位移109不過，有時在高溫下也可觀察到反斯托克位移現(xiàn)象，即熒光光譜移向熒光發(fā)射是光吸收的逆過程。熒光發(fā)射光譜與吸收光譜有類似鏡影的關系。但當激發(fā)態(tài)的構型與基態(tài)的構型相差很大時，熒光發(fā)射光譜將明顯不同于該化合物的吸收光譜。鏡像規(guī)則110熒光發(fā)射是光吸收的逆過程。熒光發(fā)射光譜與吸收光譜有類似鏡影的熒光光譜固定激發(fā)光波長物質(zhì)發(fā)射的熒光強度與發(fā)射光波長關系曲線，如右圖中曲線II。熒光本身則是由電子在兩能級間不發(fā)生自旋反轉(zhuǎn)的輻射躍遷過程中所產(chǎn)生的光。磷光光譜固定激發(fā)光波長物質(zhì)發(fā)射的磷光強度與發(fā)射光波長關系曲線，如右圖中曲線III。磷光本身則是由電子在兩能級間發(fā)生自旋反轉(zhuǎn)的輻射躍遷過程中所產(chǎn)生的光。熒光光譜與磷光光譜111熒光光譜熒光光譜與磷光光譜20光譜圖112光譜圖21自吸收現(xiàn)象：化合物的熒光發(fā)射光譜的短波長端與其吸收光譜的長波長端重疊，產(chǎn)生自吸收；如蒽化合物。內(nèi)濾光作用：溶液中含有能吸收激發(fā)光或熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光，如色胺酸中的重鉻酸鉀；內(nèi)濾光作用和自吸收現(xiàn)象200250300350400450500熒光激發(fā)光譜熒光發(fā)射光譜nm蒽的激發(fā)光譜和熒光光譜113自吸收現(xiàn)象：化合物的熒光發(fā)射光譜的短波長端與其吸收光譜的長波熒光壽命熒光壽命是熒光強度衰減為初始時的1/e所需要的時間，常用表示。如熒光強度的衰減符合指數(shù)衰減的規(guī)律:

ItI0e-kt

其中I0是激發(fā)時最大熒光強度，It是時間t時的熒光強度，k是衰減常數(shù)。假定在時間時測得的It為I0的1/e，則是我們定義的熒光壽命。114熒光壽命熒光壽命是熒光強度衰減為初始時的1/e所需要的時間壽命是衰減常數(shù)k的倒數(shù)。事實上，在瞬間激發(fā)后的某個時間，熒光強度達到最大值，然后熒光強度將按指數(shù)規(guī)律下降。從最大熒光強度值后任一強度值下降到其1/e所需的時間都應等于。

熒光壽命115壽命是衰減常數(shù)k的倒數(shù)。事實上，在瞬間激發(fā)后的某個時間，熒如果激發(fā)態(tài)分子只以發(fā)射熒光的方式丟失能量，則熒光壽命與熒光發(fā)射速率的衰減常數(shù)成反比。熒光壽命因此有F1/KFF表示熒光分子的固有熒光壽命，kF表示熒光發(fā)射速率的衰減常數(shù)。熒光發(fā)射速率即為單位時間中發(fā)射的光子數(shù)。116如果激發(fā)態(tài)分子只以發(fā)射熒光的方式丟失能量，則熒光壽命與熒光發(fā)處于激發(fā)態(tài)的分子，除了通過發(fā)射熒光回到基態(tài)以外，還會通過一些其它過程(如淬滅和能量轉(zhuǎn)移)回到基態(tài)，其結(jié)果是加快了激發(fā)態(tài)分子回到基態(tài)的過程(或稱失活過程)，結(jié)果是熒光壽命降低。壽命和這些過程的速率常數(shù)有關，總的失活過程的速率常數(shù)k可以用各種失活過程的速率常數(shù)之和來表示:kkF+kiki表示各種非輻射過程的衰減速率常數(shù)。則總的壽命為:1/k1/(kF+ki)熒光壽命117處于激發(fā)態(tài)的分子，除了通過發(fā)射熒光回到基態(tài)以外，還會通過一些由于吸收幾率與發(fā)射幾率有關，F(xiàn)與最大吸收位置的摩爾消光系數(shù)max(單位為cm2mol-1或(moldm-3)-1cm-1)也密切相關。從下式可以得到F的粗略估計值(單位為秒)。1/F≈104max注意：在討論壽命時，不要把壽命與躍遷時間混淆起來。躍遷時間是躍遷頻率的倒數(shù)，而壽命是指分子在某種特定狀態(tài)下存在的時間。通過測量壽命，可以得到有關分子結(jié)構和動力學方面的信息。熒光壽命118由于吸收幾率與發(fā)射幾率有關，F(xiàn)與最大吸收位置的摩爾消光系,2009(131):13572-13573大多數(shù)有機分子的基態(tài)處于單重態(tài)；過渡金屬配合物很多能實現(xiàn)較強的紅外波段寬帶發(fā)射，可以有效避開組織體的吸收，可以穿透組織體實現(xiàn)紅外成像，克服同位素原子示蹤對人體的傷害；稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理可測量約60多種元素。缺點：應用范圍小。M=2S+1改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進行?？捎糜谘芯看蠓肿游镔|(zhì)的性質(zhì)和行為。稀土金屬-有機配合物（MOF）的發(fā)光機理基質(zhì)敏化的稀土離子發(fā)光降低體系溫度可以提高熒光量子產(chǎn)率。金屬-有機配合物（MOF）發(fā)光的影響因素帶通濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片；量子點探針較傳統(tǒng)的有機熒光染料具有一定的優(yōu)越性：它吸收光子發(fā)生多重性不變的躍遷時所吸收的能量小于斷裂其最弱的化學鍵所需要的能量。缺點：f-f禁阻，強度低=s[Iεscs/(Isεc)]S1+S1→T1+T1→(T1···T1)→S0+S1→S0+S0+hνp躍遷到激發(fā)態(tài)高振動能級的激發(fā)態(tài)分子，首先以更快的速率發(fā)生振動弛豫（其速率在1013/s數(shù)量級），散失部分能量，達到零振動能級，一般從零振動能級發(fā)射熒光；時，此分子被稱為處于基態(tài)。延遲熒光一般熒光壽命為10-8s，最長可達10-6s。但有時卻可能觀察到長達10-3s。這種長壽命的延時發(fā)射的熒光，被稱為延遲熒光或緩發(fā)熒光。延遲熒光與普通熒光的區(qū)別主要在于輻射壽命不同。這種長壽命的延遲熒光來源于從第一激發(fā)三重態(tài)（T1）重新生成的S1態(tài)的輻射躍遷。即延遲熒光產(chǎn)生的過程為：S1→T1→S1→S0+hνf119,2009(131):13572-13573延遲熒光一延遲熒光E型延遲熒光：當?shù)谝患ぐl(fā)單重態(tài)S1與第一激發(fā)三重態(tài)T1能差較小時，T1態(tài)有時可從環(huán)境獲取一定的熱能后又達到能量更高的S1態(tài)。即T1→S1這種現(xiàn)象首先從四溴熒光素（eosin）觀察到，故得名E型延遲熒光。ΔP型延遲熒光：當單重態(tài)（S1）與三重態(tài)（T1）能差較大時，T1不可能靠從環(huán)境取得熱能而到達S1態(tài)。這時有可能在兩個三重態(tài)分子靠近時，通過兩個三重態(tài)分子的湮滅過程重新生成S1態(tài)。即S1+S1→T1+T1→(T1···T1)→S0+S1→S0+S0+hνp這種現(xiàn)象首先從芘（pyrene）和菲（phenanthrence）觀察到，故得名P型延遲熒光。120延遲熒光E型延遲熒光：ΔP型延遲熒光：29熒光量子產(chǎn)率是物質(zhì)熒光特性中最基本的參數(shù)之一，它表示物質(zhì)發(fā)射熒光的效率。量子產(chǎn)率熒光量子產(chǎn)率通常用來表示，定義為熒光發(fā)射量子數(shù)與被物質(zhì)吸收的光子數(shù)之比，也可表示為熒光發(fā)射強度與被吸收的光強之比，或表示為熒光發(fā)射速率與吸收光速率常數(shù)之比，即：

=熒光發(fā)射量子數(shù)/吸收的光子數(shù)=kf[S1]/吸光速率=If/Ia

121熒光量子產(chǎn)率是物質(zhì)熒光特性中最基本的參數(shù)之一，它表示物質(zhì)發(fā)射量子產(chǎn)率一般情況下，熒光量子產(chǎn)率（)不隨激發(fā)光波長而改變，這被稱為Kasha-Vavilov規(guī)則。但如果形成的激發(fā)態(tài)會導致化學反應或系間竄越與內(nèi)轉(zhuǎn)換的競爭，則可能使受到影響。例如，在低壓氣相以254nm的光激發(fā)苯，=0.4，而當以小于240nm的光激發(fā)苯時，則未檢測到熒光。這是由于苯的高振動能級的S1態(tài)會使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎磐弑健２煌衔锏牟顒e可以很大。另外，還會受環(huán)境（如溫度、溶劑等）的影響，例如，降低溫度可導致一個化合物的增大，提高溫度可導致一個化合物的降低。12