第5章分子發(fā)光分析法

第五章分子發(fā)光分析法MolecularLuminescence第一節(jié)熒光分析法第二節(jié)磷光分析法

第三節(jié)化學(xué)發(fā)光分析

分子發(fā)光分析法

基態(tài)分子吸收了一定能量后，躍遷到激發(fā)態(tài)，當激發(fā)態(tài)分子以輻射躍遷形式將其能量釋放返回基態(tài)時，便產(chǎn)生分子發(fā)光。依據(jù)激發(fā)的模式不同，分子發(fā)光分為光致發(fā)光、熱致發(fā)光、場致發(fā)光和化學(xué)發(fā)光。光致發(fā)光按激發(fā)態(tài)的類型不同又分為熒光和磷光兩種。本章主要討論

分子熒光(MolecularFluorescence)、

分子磷光(MolecularPhosphorescence)

化學(xué)發(fā)光分析法(Chemiluminescence)第一節(jié)熒光分析法一、概述

分子熒光分析法是根據(jù)物質(zhì)的分子熒光光譜進行定性，以熒光強度進行定量的一種分析方法。

熒光分析法的最大優(yōu)點是靈敏度高，選擇性也比較好，檢測限通常比分光光度法低2-4個數(shù)量級。雖然應(yīng)用不如分光光度法廣泛，但在微量、痕量分析及生命科學(xué)研究等中具有重要意義。二、基本原理（一）分子熒光的產(chǎn)生

在單重激發(fā)態(tài)中，兩個電子自旋配對，單重態(tài)分子具有抗磁性，其激發(fā)態(tài)的平均壽命大約為10-8s，而三重態(tài)分子具有順磁性，其激發(fā)態(tài)的平均壽命為10-4~1s以上（通常用S和T分別表示單重態(tài)和三重態(tài)）。

處于分子基態(tài)單重態(tài)中的電子對，其自旋方向相反，當其中一個電子被激發(fā)時，通常躍遷至第一激發(fā)態(tài)單重態(tài)軌道上，也可能躍遷至能級更高的單重態(tài)上。這種躍遷是符合光譜選律的，如果躍遷至第一激發(fā)三重態(tài)軌道上，則屬于禁阻躍遷。單重態(tài)與三重態(tài)的區(qū)別在于電子自旋方向不同，激發(fā)三重態(tài)具有較低能級。分子能級=電子能級(Ee)+振動能級(Ev)+轉(zhuǎn)動能級(Er)。二、基本原理（一）分子熒光的產(chǎn)生S2S1S0T1吸收發(fā)射熒光發(fā)射磷光系間竄躍內(nèi)轉(zhuǎn)化振動弛豫能量l2l1l

3

外轉(zhuǎn)換l

3T2內(nèi)轉(zhuǎn)化振動弛豫分子熒光、分子磷光是如何產(chǎn)生的？振動弛豫：指

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形式發(fā)出。發(fā)生振動弛豫的時間為10-12s數(shù)量級。內(nèi)轉(zhuǎn)化:

相同多重態(tài)的兩個電子態(tài)之間的非輻射躍遷。當兩個電子能級非?？拷灾疗湔駝幽芗売兄丿B時，常發(fā)生電子由高能級以無輻射躍遷方式轉(zhuǎn)移至低能級。處于高激發(fā)單重態(tài)的電子，通過內(nèi)轉(zhuǎn)移及振動弛豫，均躍回到第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級。體系間竄躍：指不同多重態(tài)間的無輻射躍遷，例如S1→T1就是一種系間竄躍。通常，發(fā)生系間竄躍時，電子由S1的較低振動能級轉(zhuǎn)移至T1的較高振動能級處。外轉(zhuǎn)移:指激發(fā)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子的相互作用及能量轉(zhuǎn)移，使熒光或磷光強度減弱甚至消失。這一現(xiàn)象稱為“熄滅”或“猝滅”。S0S1S2T1吸光1吸光2熒光3熒光能級圖熒光熒光發(fā)射

處于第一激發(fā)單重態(tài)最低振動能級中的電子躍回至基態(tài)各振動能級時，將得到最大波長為λ3的熒光。注意:激發(fā)態(tài)中存在振動馳豫和內(nèi)轉(zhuǎn)化躍遷。很明顯，熒光的光子能量比其分子受激發(fā)所吸收的光子能量低，因此熒光波長λ3>激發(fā)波長λ2或λ1，而且不論電子開始被激發(fā)至什么高能級，最終將只發(fā)射出波長為λ3的熒光。熒光的產(chǎn)生在10-6-10-9s內(nèi)完成。磷光發(fā)射處于第一激發(fā)單重態(tài)最低振動能層的電子，經(jīng)體系間竄躍躍遷到第一激發(fā)三重態(tài)，并經(jīng)振動弛豫至最低振動能層，然后躍遷回到基態(tài)各振動能級,發(fā)射波長為′3的磷光。磷光波長′3＞熒光波長λ3＞激發(fā)波長λ1或λ2。磷光的產(chǎn)生在10-3-10s內(nèi)完成。S0吸光1吸光2S2S1T1磷光′3熒光3磷光熒光在光照停止后，仍可持續(xù)一段時間。磷光與熒光的區(qū)別:兩長一低：波長、壽命、強度

電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，返回基態(tài)時，通過輻射躍遷(發(fā)光)和無輻射躍遷等方式失去能量；傳遞途徑輻射躍遷熒光磷光內(nèi)轉(zhuǎn)化外轉(zhuǎn)化系間竄躍振動弛預(yù)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，發(fā)光強度相對大；熒光：10-7～10-9s,第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)；磷光：10-4～10s；第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)；各種躍遷方式發(fā)生的可能性及程度，與熒光物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)及激發(fā)時的物理和化學(xué)環(huán)境等因素有關(guān)。（二）熒光效率及其影響因素

分子產(chǎn)生熒光必須具備兩個條件:①分子必須具有與所照射的輻射頻率相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)，才能吸收激發(fā)光；②吸收了與其本身特征頻率相同的能量之后，必須具有一定的熒光量子產(chǎn)率（即熒光效率）。1、熒光效率

熒光效率也叫熒光量子產(chǎn)率或量子效率，它表示物質(zhì)發(fā)射熒光的能力，通常用下式表示

f

=發(fā)射熒光的分子數(shù)/激發(fā)態(tài)分子的總數(shù)

熒光的量子產(chǎn)率，將與上述每一個過程（熒光發(fā)射、內(nèi)轉(zhuǎn)化，系間竄躍等）的速率常數(shù)有關(guān)。若用數(shù)學(xué)式來表達這些關(guān)系，得到

f=

kf

/（kf+ki）

式中kf為熒光發(fā)射過程的速率常數(shù)，ki為其它有關(guān)過程的速率常數(shù)的總和。

凡是能使kf

值升高而使其它ki值降低的因素，都可增強熒光。一般來說，kf主要取決于化學(xué)結(jié)構(gòu)，而ki則主要取決于化學(xué)環(huán)境，同時也與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。f在0.1—1之間有應(yīng)用價值2、熒光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系躍遷是產(chǎn)生熒光的主要躍遷類型。實驗證明，對于大多數(shù)熒光物質(zhì)，首先經(jīng)歷或n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,躍遷是產(chǎn)生熒光的主要躍遷類型。共軛效應(yīng):

增加體系的共軛度，熒光效率一般也將增大。1)

分子中必須具有大的共軛鍵結(jié)構(gòu)。如:芳香族化合物有熒光。單個雜環(huán)芳烴無熒光，而其與苯環(huán)共軛就有熒光。

非熒光性:

熒光性:

吡啶呋喃噻吩吡咯喹啉吲哚2)具有剛性平面性結(jié)構(gòu)的分子熒光量子產(chǎn)率高?？山档头肿诱駝雍团鲎踩セ畹目赡苄?，故具有很強的熒光。絡(luò)合劑與金屬絡(luò)合后，剛性增強，熒光也增強:3)取代基的影響芳環(huán)上有供（給）電基，使熒光增強。如烷基、-OH、-OCH3、-NH2、-CN等使熒光強度增加。

吸電子取代基使熒光強度降低。如-COOH、RCO-、-NO2取代，猝滅熒光。

鹵素原子取代

重原子效應(yīng)的影響，熒光減弱，磷光增強。鹵素取代基隨原子序數(shù)的增加而熒光降低。這可能是由所謂“重原子效應(yīng)”使S1→T1系間跨越速率增加所致。3、環(huán)境因素對熒光的影響①溶劑對熒光強度的影響

。

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)在不同的溶劑中的熒光光譜可能會有顯著不同。一般情況，增大溶劑的極性，將使n躍遷的能量增大，躍遷的能量減小，而導(dǎo)致熒光增強，熒光峰紅移。

熒光強度對溫度變化敏感，溫度增加，外轉(zhuǎn)換去活的幾率增加。溫度上升使熒光強度下降。②溫度對熒光強度的影響④表面活性劑和溶液中溶解氧的影響。

溶液中含有表面活性劑，減小非輻射躍遷的概率，提高熒光效率。溶液中有溶解的氧，使激發(fā)單重態(tài)分子向三重態(tài)的體系間竄躍速率加大，熒光效率降低。③溶液pH值對熒光強度的影響

帶有酸性或堿性官能團的大多數(shù)芳香族化合物的熒光與溶液的pH值有關(guān)。（三）熒光強度與溶液濃度的關(guān)系

熒光強度If正比于吸收的輻射強度Ia與熒光效率f

。

If=f

Ia

式中f為熒光量子效率，又根據(jù)Beer定律

Ia=I0-It=I0(1-10-A)

I0和It分別是入射光強度和透射光強度。代入上式得

If=f

I0(1-10-A)=fI0(1-e–2.3A)在濃度很低(A小于0.05)時整理得:

If=2.3f

I0

A=2.3f

I0bc泰勒級數(shù)展開當入射光強度I0

和其他條件一定時，上式為:

If=K

c

即熒光強度與熒光物質(zhì)的濃度成正比，但這種線性關(guān)系只有在極稀的溶液中，當lc0.05時才成立。對于較濃溶液，由于猝滅現(xiàn)象等原因，使熒光強度和濃度不呈線性關(guān)系。圖5－2熒光強度與溶液濃度的關(guān)系標準曲線法：

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；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現(xiàn)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(dǎo)致熒光猝滅的主要類型:1.產(chǎn)生“自吸收”

一部分熒光發(fā)射被自身吸收，產(chǎn)生“自吸收”現(xiàn)象而降低了溶液的熒光強度。2.碰撞猝滅

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回到基態(tài)，產(chǎn)生猝滅作用。與溶液濃度有關(guān)，濃度較大易發(fā)生熒光猝滅（四）熒光的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜

1.激發(fā)光譜:

熒光為光致發(fā)光，因此必須選擇合適的激發(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)光譜曲線時，固定測量波長為熒光最大發(fā)射波長，然后改變激發(fā)波長，根據(jù)所測得的熒光強度與激發(fā)光波長的關(guān)系，即可繪制激發(fā)光譜曲線。

如果固定激發(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，即可繪制熒光或磷光光譜曲線。

即熒光發(fā)射光譜或磷光光譜。

2.發(fā)射光譜

三、熒光分析儀器用于測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單色器以及檢測器和顯示系統(tǒng)五部分組成。特殊點：有兩個單色器，光源與檢測器通常成直角。（2）樣品池熒光用的樣品池須用低熒光的材料制成，通常用石英，形狀以方形和長方形為宜。（3）單色器兩個單色器(光柵)（4）檢測器由光電管和光電倍增管作檢測器，并與激發(fā)光成直角。（1）激發(fā)光源激發(fā)光源一般要求比吸收測量中的光源有更大的發(fā)射強度，因此，熒光分光光度計通常的光源是氙燈、高壓汞燈、染料激光器(可見與紫外區(qū))

與分光光度計的主要差別①垂直測量方式,消除透射光影響②兩個單色器，激發(fā)和發(fā)射，常用光柵光源：高發(fā)射強度。常用氙燈。高靈敏度原因：測量I非A，提高激發(fā)光強度，現(xiàn)代技術(shù)測弱光信號㈠、無機物的分析無機離子本身能發(fā)熒光的很少，但很多能與一些有機化合物形成熒光物質(zhì)進行分析；目前能進行熒光分析的元素已近70種，較常采用熒光法測定的元素有鈹、鋁、硼、鎵、硒、鎂、鋅、鎘等。⑴、能同金屬離子形成熒光絡(luò)合物的有機試劑絕大多數(shù)是芳香族化合物。⑵、熒光分析中常用的另一類絡(luò)合物是三元離子締合物。⑶、熒光猝滅法也是常用的方法。四、熒光分析法的應(yīng)用㈡、有機化合物的分析⑴、脂肪族有機化合物的分子結(jié)構(gòu)較為簡單,本身能發(fā)生熒光的很少,一般需要與某些試劑反應(yīng)后才能進行熒光分析,如丙三醇與苯胺在濃硫酸介質(zhì)中反應(yīng)生成發(fā)射藍色熒光的喹啉，據(jù)此可以測定0.1~2μg?mL?1的丙三醇.⑵、芳香族化合物因具有共軛的不飽和體系,多數(shù)能發(fā)生熒光,可直接用熒光法測定。⑶、在生化分析等領(lǐng)域，如維生素等可以用熒光法分析維生素B2的測定:

維生素B2（核黃素）在430~440nm藍光照射下會發(fā)出綠色熒光，λem為535nm。核黃素

黃光素第二節(jié)磷光分析法一、概述磷光是分子從亞穩(wěn)態(tài)的三重態(tài)躍遷至基態(tài)時產(chǎn)生的輻射。磷光在藥物分析、有機分析等方面有重要的應(yīng)用。二、基本原理（一）磷光的強度IP=2.3P

I0bc=Kc在室溫條件下，溶劑分子的劇烈運動會與激發(fā)三重態(tài)的分子碰撞而導(dǎo)致失活，磷光很難產(chǎn)生，通常應(yīng)在低溫下測量磷光。低溫磷光分析中，液氮是最常用的合適的冷卻劑。在低溫（77K）下，形成透明的剛性玻璃體，某些物質(zhì)有強烈的磷光。(二）溫度對磷光強度的影響

（三）重原子效應(yīng)使用含有重原子溶劑或在磷光物質(zhì)中引入重原子取代基(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)，都可以提高磷光物質(zhì)的磷光強度，這種效應(yīng)稱為重原子效應(yīng)。前者稱為外部重原子效應(yīng)。后者稱為內(nèi)部重原子效應(yīng)。重原子效應(yīng)的機理是，重原子的高核電荷使得磷光分子的電子能級交錯，容易引進或增強磷光分子的自旋軌道偶合，從而使S1→T1的體系間竄躍概率增大，有利于增大磷光效率。（四）室溫磷光由于低溫磷光需要低溫實驗裝置，溶劑選擇的限制等因素，從而發(fā)展了多種室溫磷光法（RTP）。（1）固體基質(zhì)室溫磷光法（SS-RTP）

此法基于測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。（2）膠束增穩(wěn)的溶液室溫磷光法（MS-RTP）

三、磷光分析儀磷光分析儀與熒光分析儀結(jié)構(gòu)相似，也是由光源、激發(fā)單色器，液槽、發(fā)射單色器、檢測器和放大顯示裝置所組成。在熒光分光光度計上配上磷光配件后，即可用于磷光測定。1、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。2、磷光鏡的機械切光裝置。四、應(yīng)用磷光分析主要用于測定有機化合物，如石油產(chǎn)品、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥、藥物等方面。它與熒光法互相補充，已成為痕量有機物分析的重要手段。第三節(jié)化學(xué)發(fā)光分析一、概述某些物質(zhì)在進行化學(xué)反應(yīng)時，由于吸收了反應(yīng)時產(chǎn)生的化學(xué)能，而使反應(yīng)產(chǎn)物分子激發(fā)至激發(fā)態(tài)，受激分子由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，便發(fā)出一定波長的光。這種吸收化學(xué)能使分子發(fā)光的過程稱為化學(xué)發(fā)光。利用化學(xué)發(fā)光反應(yīng)而建立起來的分析方法稱為化學(xué)發(fā)光分析法?；瘜W(xué)發(fā)光也發(fā)生于生命體系，這種發(fā)光稱為生物發(fā)光(螢火蟲、海洋發(fā)光生物)

。二、基本原理（一）化學(xué)發(fā)光的條件化學(xué)發(fā)光是吸收化學(xué)反應(yīng)過程產(chǎn)生的化學(xué)能，而使反應(yīng)產(chǎn)物分子激發(fā)所發(fā)射的光。

A+B=C+D*D*→D+h反應(yīng)必須滿足如下條件：（1）化學(xué)反應(yīng)必須提供足夠的激發(fā)能。化學(xué)發(fā)光反應(yīng)多為氧化還原反應(yīng)，（2）化學(xué)反應(yīng)有利于激發(fā)態(tài)產(chǎn)物的形成。（3）激發(fā)態(tài)能釋放光子或能夠轉(zhuǎn)移它的能量給另一個分子，而使另外的分子激發(fā)而發(fā)光?；瘜W(xué)反應(yīng)發(fā)光效率CL，又稱化學(xué)發(fā)光的總量子產(chǎn)率。它決定于生成激發(fā)態(tài)產(chǎn)物分子的化學(xué)激發(fā)效率r和激發(fā)態(tài)分子的發(fā)射效率f。定義為：

發(fā)射光子的分子數(shù)

CL=－－－－－－－－－－=rf

參加反應(yīng)的分子數(shù)

化學(xué)反應(yīng)的發(fā)光效率、光輻射的能量大小以及光譜范圍，完全由參加反應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)所決定。每個化學(xué)發(fā)光反應(yīng)都有其特征的化學(xué)發(fā)光光譜及不同的化學(xué)發(fā)光效率。（二）化學(xué)發(fā)光效率和發(fā)光強度

化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光強度Icl以單位時間內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)表示。它與化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的速率有關(guān)，而反應(yīng)速率又與反應(yīng)分子濃度有關(guān)。即

Icl

（t）=cl

dc/dt式中

Icl（t）表示t時刻的化學(xué)發(fā)光強度，是與分析物有關(guān)的化學(xué)發(fā)光效率dc/dt是分析物參加反應(yīng)的速率。（三）化學(xué)發(fā)光反應(yīng)類型(9.26)

按反應(yīng)體系的狀態(tài)分類，如化學(xué)發(fā)光反應(yīng)在氣相中進行稱為氣相化學(xué)發(fā)光；在液相或固相中進行稱為液相或固相化學(xué)發(fā)光；在兩個不同相中進行則稱為異相化學(xué)發(fā)光。

主要有O3、NO、S的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，可用于監(jiān)測空氣中的O3、NO、SO2、H2S、CO、NO2等。一氧化氮與O3的發(fā)光反應(yīng)

NO+O3

→NO2*NO2*→NO2+h

發(fā)射的光譜范圍：600～875nm，靈敏度1ng?L-1；（1）氣相化學(xué)發(fā)光

乙烯與O3的發(fā)光反應(yīng)

CH2O*→CH2O+h最大發(fā)射波長：435nm；對O3的特效反應(yīng)；線性響應(yīng)范圍1ng

?L-1

～1g?L-1

；（2）液相化學(xué)發(fā)光用于此類化學(xué)發(fā)光分析的發(fā)光物質(zhì)有魯米諾、光澤堿洛粉堿等。例如，利用發(fā)光物質(zhì)魯米諾（3-氨基苯二甲酰肼），可測定痕量的H2O2以及Cu、Mn、Co、V、Fe、Cr、Ce等金屬離子。三、化學(xué)發(fā)光分析的儀器

發(fā)光反應(yīng)室光檢測器信號放大器顯示與記錄（一）分立取樣式儀器（二）流動注射式儀器光檢測器為光電倍增管兩種儀器主要的區(qū)別是：分立取樣式儀器是手工進樣，將試劑與試樣同時加入貯液管中，然后由人工開啟旋塞使溶液流入反應(yīng)池混合。這種進樣方式重復(fù)性差，測定的精密度不高。流動注射式儀器是自動進樣，由進樣閥自動把一定體積的試樣注射到連續(xù)流動的載體中（試劑就分散在載體）。此種進樣方式重復(fù)性很高。四、化學(xué)發(fā)光分析的應(yīng)用生化反應(yīng)測氨基酸

AA＋O2

酮酸＋H2O2

＋NH3

＋魯米諾

hν化學(xué)發(fā)光分析的特點:

1、靈敏度高。離子的檢出限低至10-12

g/mL，有的甚至低至10-17

g/mL。

2、測定的線性范圍寬。一般有5~6個數(shù)量級。

3、儀器設(shè)備簡單。無需激發(fā)光源和單色器。

4、分析速度快。缺點：可供發(fā)光用的試劑少；發(fā)光反應(yīng)效率低（大大低于生物體中的發(fā)光）；機理研究少。作業(yè)：Ｐ66：3、58.同一熒光(磷光)物質(zhì)的最大激發(fā)波長，最大熒光發(fā)射波長，最大磷光發(fā)射波長的大小順序為：9.分子熒光與化學(xué)發(fā)光均為第一激發(fā)態(tài)的最低振動能級躍遷至基態(tài)中各振動能級產(chǎn)生的光輻射，它們的主要區(qū)別在于（）

A、分子的電子層不同

B、無輻射弛豫的途徑不同

C、產(chǎn)生的光輻射的能源不同10.下列那種化合物的熒光量子產(chǎn)率可能最大：（）A、B、C、

熒光分析法的靈敏度高比吸光法高得多，更適合于低濃度物質(zhì)的分子。這兩種方法在靈敏度方面的差別主要是由于同濃度相關(guān)的參數(shù)的測量方式不同。在光度計中，同濃度相關(guān)的參數(shù)A是I0

、It比的對數(shù)。在測低濃度液時，檢測器必須能區(qū)分I0、It訊號的微小差別，故在低A時測量的精確度迅速降低。

而熒光強度F（或磷光強度P）直接同熒光（磷光）物質(zhì)的濃度成正比。同濃度相關(guān)的參數(shù)是在很小噪聲背景上的熒光（磷光）發(fā)射訊號本身，可用增強入射光強度I0或增大熒光訊號的放大倍數(shù)來提高靈敏度。而在光度法中,若檢測器放大倍數(shù)↑，I0及It同時↑，A值不變。故熒光法靈敏度常比相應(yīng)光度法高2-4個數(shù)量級。Ａ、Ｂ分別為電子基態(tài)和第一電子激發(fā)態(tài)；Ｖ為振動能級；j為轉(zhuǎn)動能級．光譜選擇定則

不是原子中任何兩個能級之間都能夠發(fā)生躍遷，只有符合下列光譜選擇定則的躍遷才是允許的：

①△L=±1；②△S=0,即單重態(tài)到單重態(tài)，雙重態(tài)到雙重態(tài)，不重態(tài)之間的躍遷是禁戒躍遷；③△J=0、±1

，但當J=0時，△J=0的躍遷是不允許的。

同時符合以上三個條件的躍遷，躍遷概率大，譜線強。不符合光譜選擇定則的躍遷叫禁戒躍遷。注意：禁戒躍遷不是不能躍遷，只是躍遷的概率較小，譜線強度較弱。

試從和儀器兩方面比較吸光光度法和熒光分析法的異同，說明為什么熒光法的檢出能力優(yōu)于吸光光度法。答：原理比較（1）相同點：兩者均屬于分子光譜。（2）不同點：前者為吸收光譜，測定吸光度A信號。后者為發(fā)光光譜，測定熒光強度I信號.

儀器比較（1）相同點：都有五個基本部件，光源、樣品池、單色器、檢測器和顯示系統(tǒng)。（2）不同點：

a.光路不同，前者為光源與檢測器在同一直線光路，比色皿有兩個透光面。后者光源與檢測器在相互垂直的光路上，比色皿為四面透光。

b.單色器數(shù)量不同，前者有一個單色器，在光源后面。后者有兩個單色器，光源后面及比色皿后面各一個。由于吸光光度法測定吸光度A，信號與光源的強度無關(guān)，而熒光分析法測定熒光強度I，信號與激發(fā)光源的強度有關(guān)，可用增強入射光強度I來提高靈敏度，同時在暗處檢測、增大熒光訊號的放大倍數(shù)也可提高靈敏度。因而熒光法的檢出能力優(yōu)于吸光光度法。

如何區(qū)別熒光和磷光？其依據(jù)是什么？熒光磷光波長不同λ(熒光)<λ(磷光)壽命不同10-7-10-9s10-4-10s影響因素不同重原子效應(yīng)，順磁性離子不利重原子效應(yīng)，順磁性離子有利依據(jù)原因激發(fā)單重態(tài)→基態(tài)單重態(tài)激發(fā)三重態(tài)→基態(tài)單重態(tài)諾貝爾化學(xué)獎得主主要成果：發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白GreenFluorescentProtein

2008年度諾貝爾化學(xué)獎授予美國科學(xué)家下村修、美國科學(xué)家馬丁·查爾菲，美國華裔化學(xué)家錢永健

10月8日，瑞典皇家科學(xué)院在瑞典首都斯德哥爾摩宣布，日本科學(xué)家下村修、美國科學(xué)家馬丁?沙爾菲和美籍華裔科學(xué)家錢永健獲得2008年諾貝爾化學(xué)獎。他們?nèi)嗽诎l(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白(GFP)方面有突出成就。

GFP是綠色熒光蛋白(GreenFluorescentProtein)的英文名稱的縮寫。是從水母中克隆出的能發(fā)綠色熒光的蛋白質(zhì)的基因，表達出來的蛋白質(zhì)，現(xiàn)在被廣泛用于生物學(xué)中研究。比如將GFP基因與我們要研究的蛋白質(zhì)的基因連接在一起,轉(zhuǎn)入

動物或植物體內(nèi),這個融合基因被表達了的話，我們就可以觀察到細胞里綠色的熒光，而我們要研究的蛋白質(zhì)就連在這個GFP上，所以綠色熒光分布的位置也就是我們要研究的蛋白質(zhì)分布的位置。

GFP綠色熒光蛋白測定儀和GFP綠色熒光蛋白成像系統(tǒng)可在野外田間方便、無損、高效地測量植物葉片的綠色熒光蛋白GFP。主要應(yīng)用于植物GFP測量，植物基因研究，生物有機體遺傳變化，農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因研究等。發(fā)現(xiàn)“綠色熒光蛋白”生物學(xué)有了“北斗星”

在沒有導(dǎo)航設(shè)備的古代，人們走夜路往往需要依靠北斗星判斷方向。綠色熒光蛋白正是生物化學(xué)中的“北斗星”。在它的指引下，科學(xué)家在21世紀初深入大片未知的科學(xué)處女地，成果層出不窮?；脽羝?教學(xué)目標與要求：掌握分子發(fā)光分析法（熒光分析法、磷光分析法