分析化學(xué)課件-熒光分析法

第十一章熒光分析法

(Fluorometry)

一、分子發(fā)光的類型分子發(fā)光分子熒光(molecularfluorescence)分子磷光(molecularphosphorescence)化學(xué)發(fā)光(chemiluminescence)生物發(fā)光(bioluminescence)二、基本原理1.熒光、磷光的產(chǎn)生及去活化過程A、基態(tài)2

B、激發(fā)單線態(tài)*

C、激發(fā)三線態(tài)*

能量***ABC單線態(tài)和三線態(tài)的電子分布熒光、磷光能級圖S0S1S2T1FP振動馳豫內(nèi)轉(zhuǎn)換系間跨越FP輻射無輻射振動馳豫內(nèi)轉(zhuǎn)換外轉(zhuǎn)換系間跨越2.激發(fā)光譜和發(fā)射光譜激發(fā)光譜：指不同激發(fā)波長的輻射引起物質(zhì)發(fā)射某一波長的相對效率。F~ex

熒光光譜：表示在所發(fā)射的熒光中各種波長組分的相對強度.F~fl

熒光物質(zhì)分子都具有兩個特征光譜：

激發(fā)光譜(excitationspectrum)

發(fā)射光譜(fluorescencespectrum)萘的激發(fā)光譜(A)、熒光光譜(F)和磷光光譜(P)b.激發(fā)光譜和熒光光譜的用途定量分析：在作定量分析時，激發(fā)波長和熒光波長應(yīng)選在最大發(fā)射強度所對應(yīng)的激發(fā)波長和熒光波長處，分別稱為最大激發(fā)波長和最大熒光波長。定性分析：在一定條件下，每一種熒光物質(zhì)都有兩個特征的光譜——激發(fā)光譜和熒光光譜；c.光譜特征1）Stokesshift

E=h/E

最大熒光波長>最大激發(fā)波長2）熒光光譜和激發(fā)光譜大致成鏡像對稱熒光光譜激發(fā)光譜S0振動能級S1*振動能級(b)硫酸奎寧的激發(fā)光譜（紅）和熒光光譜（藍(lán)）3）.熒光光譜的形狀通常與激發(fā)波長無關(guān)S0S0S1*S1*S2*S0e.g.(a)蒽的激發(fā)光譜（紅）和熒光光譜（藍(lán)）3.熒光產(chǎn)生的條件a.熒光效率（熒光量子產(chǎn)率）==發(fā)射熒光的分子數(shù)激發(fā)態(tài)的分子數(shù)發(fā)射的光子數(shù)吸收的光子數(shù)b.熒光與有機(jī)物結(jié)構(gòu)的關(guān)系

*（104）躍遷類型

n*（102）*能產(chǎn)生較強的熒光在具有剛性平面結(jié)構(gòu)的電子共軛體系的分子中電子共軛度分子平面度量子產(chǎn)率熒光越易產(chǎn)生e.g.聯(lián)二苯=0.2c芴=1.0c.影響熒光強度的外部因素溫度升高，熒光效率和熒光強度將降低；溶劑極性越大，熒光波長將會長移；溶劑粘度越小，熒光強度越?。籶H值的影響，熒光物質(zhì)都有它最適宜的pH范圍;熒光熄滅劑的影響散射光的干擾4.定量分析方法a.熒光強度與熒光物質(zhì)的關(guān)系IF=k1（I0-I）II0=10-bcIF=2.3k1I0bcbc0.05I0一定IF=kc式中表明：（IF只與I0有關(guān)）I0IF紫外可見分光光度法I0II0不一定靈敏度：熒光法>紫外可見分光光度法b.定量方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法：cIF

cx

IFx

比例法：csIFs–IFo

=kcsIFx

-IFo

=kcxcx=IFx

–IFoIFs-IFo?三、熒光分析儀器光源第一單色器樣品池第二單色器檢測器放大器和記錄儀I0IF四、熒光新技術(shù)激光熒光分析（光源：激光）；時間分辨熒光分析（熒光壽命的差異）；同步熒光分析（選擇波長差值，同時掃描兩波譜）膠束增敏熒光分析膠束增敏熒光分析膠束溶液表面活性劑溶液親水集團(tuán)（極性）疏水集團(tuán)（非極性）膠束直徑：3-6nm（膠體溶液）膠束溶液對熒光物質(zhì)的作用增溶增穩(wěn)增敏水溶液中的正膠束極性非極性作用原理

非極性的有機(jī)物與膠束的非極性尾部有親和作用，使熒光分子定位于膠束的親脂性內(nèi)核中，這也對熒光分子起到了一定的保護(hù)作用，減弱了熒光質(zhì)點之間的碰撞，減少了分子的無輻射躍遷，增加了熒光效率，從而增加了熒光強度。五、化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光（chemiluminescence）：

不是由光、熱和電能而是由化學(xué)反應(yīng)激發(fā)物質(zhì)所產(chǎn)生的光輻射1.化學(xué)發(fā)光分析的基本原理A+BC*+DC*C+h化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的條件：化學(xué)反應(yīng)必須快速放出足夠的能量，而這一化學(xué)能又能被反應(yīng)分子吸收，形成一種激發(fā)態(tài)的產(chǎn)物；處于激發(fā)態(tài)的分子或原子必須能釋放出光子，或者能夠轉(zhuǎn)移它的能量到另一分子上而使此分子被激發(fā)，當(dāng)這一分子再回到基態(tài)時釋放出光子。2.化學(xué)發(fā)光的類型氣相化學(xué)發(fā)光液相化學(xué)發(fā)光3.化學(xué)發(fā)光分析儀器進(jìn)樣方式分立取樣式流動注射式分立取樣式反應(yīng)室光電倍增管高壓電源放大器顯示器優(yōu)點：可以記錄化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的全過程，適用于反應(yīng)動力學(xué)研究流動注射式光電倍增管高壓電源記錄儀wabpsvF優(yōu)點：易操作，重現(xiàn)性好，可控制進(jìn)樣量和