1、2022-6-16期中考試說明期中考試說明期中考試說明期中考試說明期中考試說明期中考試說明*地點(diǎn)地點(diǎn): 第四教學(xué)樓第四教學(xué)樓4401*時(shí)間時(shí)間: 5月月5日日, 上午上午7:309:30;*請(qǐng)帶好學(xué)生證或一卡通請(qǐng)帶好學(xué)生證或一卡通;考試內(nèi)容考試內(nèi)容考試內(nèi)容考試內(nèi)容考試內(nèi)容考試內(nèi)容第十二章第十二章:光學(xué)分析導(dǎo)論光學(xué)分析導(dǎo)論;第十三章第十三章:紫外紫外-可見分光光度法可見分光光度法;第十四章第十四章:紅外光譜紅外光譜;第十五章第十五章:分子發(fā)光分析法分子發(fā)光分析法;第十七章第十七章:原子吸收光譜法原子吸收光譜法;2022-6-16考題形式考題形式考題形式考題形式考題形式考題形式1選擇題選擇題, 1

2、0題題, 共共20分分;2填空題填空題, 20空格空格, 共共20分分;3名詞解釋名詞解釋, 5題題, 共共20分分;4問答題問答題, 4題題, 共共20分分;5計(jì)算題計(jì)算題, 4題題, 共共20分分;2022-6-16第四章第四章第四章第四章第四章第四章 分子發(fā)光分析法分子發(fā)光分析法分子發(fā)光分析法分子發(fā)光分析法分子發(fā)光分析法分子發(fā)光分析法MolecularMolecularMolecular luminescence analysisluminescence analysisluminescence analysis 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 分子熒光與磷光分子熒光與磷光分子熒光

3、與磷光分子熒光與磷光分子熒光與磷光分子熒光與磷光Molecular fluorescence and phosphorescenceMolecular fluorescence and phosphorescenceMolecular fluorescence and phosphorescence2022-6-16光致發(fā)光光致發(fā)光處于激發(fā)態(tài)的分子以電輻射的處于激發(fā)態(tài)的分子以電輻射的形式釋放其激發(fā)能的過程。形式釋放其激發(fā)能的過程。兩種光致發(fā)光現(xiàn)象：兩種光致發(fā)光現(xiàn)象：（1）熒光）熒光(Fluorescence)（2）磷光）磷光(phosphorescence)2022-6-16一、熒光與磷光的產(chǎn)

4、生過程一、熒光與磷光的產(chǎn)生過程一、熒光與磷光的產(chǎn)生過程一、熒光與磷光的產(chǎn)生過程一、熒光與磷光的產(chǎn)生過程一、熒光與磷光的產(chǎn)生過程 luminescence process of molecular fluorescence luminescence process of molecular fluorescence luminescence process of molecular fluorescence phosphorescencephosphorescencephosphorescence 由分子結(jié)構(gòu)理論，主要討論熒光及磷光的產(chǎn)生機(jī)理。1. 1. 分子能級(jí)與躍遷分子能級(jí)與躍遷 分子能級(jí)比

5、原子能級(jí)復(fù)雜； 在每個(gè)電子能級(jí)上，都存在振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)； 基態(tài)(S0)激發(fā)態(tài)(S1、S2、激發(fā)態(tài)振動(dòng)能級(jí))：吸收特定頻率的輻射；量子化；躍遷一次到位； 激發(fā)態(tài)基態(tài)：多種途徑和方式(見能級(jí)圖)；速度最快、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢(shì)； 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 ；2022-6-162.2.2.2.2.2.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 電子能態(tài)的多重度：M=2S+1 S為電子自旋量子數(shù)（1/2或1/2）的代數(shù)和(0或1)； 平行自旋比成對(duì)自旋穩(wěn)定(洪特規(guī)則)

6、，三重態(tài)（T）能級(jí)比相應(yīng)單重態(tài)能級(jí)低； 大多數(shù)有機(jī)分子的基態(tài)處于單重態(tài)（S）； S0T1 禁阻躍遷；通過其他途徑進(jìn)入(見能級(jí)圖)；進(jìn)入的幾率??； 2022-6-162.2.2.2.2.2.激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)的能量傳遞途徑基態(tài)的能量傳遞途徑基態(tài)的能量傳遞途徑基態(tài)的能量傳遞途徑基態(tài)的能量傳遞途徑基態(tài)的能量傳遞途徑 電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，返回基態(tài)時(shí)，通過輻射電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，返回基態(tài)時(shí)，通過輻射躍遷躍遷(發(fā)光發(fā)光)和無(wú)輻射躍遷等方式失去能量；和無(wú)輻射躍遷等方式失去能量；傳遞途徑傳遞途徑輻射躍遷熒光磷光內(nèi)轉(zhuǎn)移外轉(zhuǎn)移系間跨越振動(dòng)弛豫無(wú)輻射躍遷 激發(fā)態(tài)停留時(shí)間短、返回

7、速度快的途徑，發(fā)生的幾率大，發(fā)光強(qiáng)度相對(duì)大；熒光熒光：10-710 -9 s,第一激發(fā)單重態(tài)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)；磷光磷光：10-410s；第一激發(fā)三重態(tài)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)；2022-6-16S1S2T1T2S0振動(dòng)弛豫振動(dòng)弛豫10-1410 -12 s內(nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換10-1310 -11 s系間跨越系間跨越10-610 -2 s外外轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換熒熒光光發(fā)發(fā)射射磷磷光光發(fā)發(fā)射射光光譜譜吸吸收收1 12 23 33 2 1熒光熒光：10-710 -9 s 磷光磷光：10-4 10s；2022-6-16非輻射能量傳遞過程非輻射能量傳遞過程非輻射能量傳遞過程非輻射能量傳遞過程非輻射能量傳遞過程非

8、輻射能量傳遞過程 振動(dòng)弛豫振動(dòng)弛豫：同一電子能級(jí)內(nèi)，激發(fā)態(tài)分子將過剩的振動(dòng)能量以熱能量形式傳遞給周圍環(huán)境（或分子），分子自身從激發(fā)態(tài)的高振動(dòng)能級(jí)躍遷至同一電子能級(jí)中最低振動(dòng)能級(jí)的過程。發(fā)生振動(dòng)弛豫的時(shí)間10-1410 -12 s。 內(nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換：同多重度電子能級(jí)中,等能級(jí)間的無(wú)輻射能級(jí)交換。當(dāng)兩個(gè)電子能級(jí)，如單重態(tài)S1、S2的振動(dòng)能級(jí)有重疊，即較高電子能級(jí)中的低振動(dòng)能級(jí)與較低電子能級(jí)中的較高振動(dòng)能級(jí)互相重疊，通過振動(dòng)偶合，低電子能級(jí)的激發(fā)態(tài)得到累積。發(fā)生內(nèi)部轉(zhuǎn)換的時(shí)間10-1310 -11 s。 2022-6-16通過振動(dòng)弛豫和內(nèi)轉(zhuǎn)換，高激發(fā)高激發(fā)單重態(tài)的電子躍回第一激發(fā)第一激發(fā)單重態(tài)的最低振

9、動(dòng)能級(jí)。 熒光發(fā)射熒光發(fā)射：電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)（ 多為 S1 S0躍遷），發(fā)射波長(zhǎng)為 2的熒光；10-710 -9 s 。 發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量小，波長(zhǎng)長(zhǎng)； 2 2 1 ；2022-6-16系間跨越系間跨越：指不同多重態(tài)之間的一種非輻射躍遷過程。這一過程約為10-210-6s。如果兩個(gè)多重態(tài)能級(jí)重疊，發(fā)生這一轉(zhuǎn)換的概率增大。 改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋軌道耦合進(jìn)行。 通過系間跨越、內(nèi)轉(zhuǎn)換和振動(dòng)弛豫，高激發(fā)態(tài)電子跨越至第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)。磷光發(fā)射磷光發(fā)射：電子由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)（ T1 S0躍遷）； 電子由S0進(jìn)入T1的可能過程：（

10、S0 T1禁阻躍遷） S0 激發(fā)振動(dòng)弛豫內(nèi)轉(zhuǎn)移系間跨越振動(dòng)弛豫 T1 發(fā)光速度很慢： 10-4100 s 。 光照停止后，可持續(xù)一段時(shí)間。2022-6-16外轉(zhuǎn)換外轉(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”。溶液熒光的猝滅：溶液熒光的猝滅：(1).動(dòng)態(tài)猝滅：動(dòng)態(tài)猝滅：激發(fā)單重態(tài)分子激發(fā)單重態(tài)分子M*與猝滅劑與猝滅劑Q發(fā)生碰撞，使發(fā)生碰撞，使M*以無(wú)輻射躍遷的方式回到基態(tài)的過程，也稱碰撞猝滅。以無(wú)輻射躍遷的方式回到基態(tài)的過程，也稱碰撞猝滅。 猝滅劑濃度猝滅劑濃度 粘度粘度 溫度溫度 動(dòng)態(tài)猝滅動(dòng)態(tài)猝滅(2).靜態(tài)猝滅：靜態(tài)猝滅：熒光分子

11、熒光分子M與猝滅分子與猝滅分子Q生產(chǎn)無(wú)熒光的基態(tài)生產(chǎn)無(wú)熒光的基態(tài)絡(luò)合物絡(luò)合物MQ，使熒光消失的過程。，使熒光消失的過程。 猝滅劑濃度猝滅劑濃度 溫度溫度 靜態(tài)猝滅靜態(tài)猝滅(3).電荷轉(zhuǎn)移猝滅：電荷轉(zhuǎn)移猝滅：熒光分子與猝滅分子間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，熒光分子與猝滅分子間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，引起熒光消失的過程。如染料甲基蘭熒光被引起熒光消失的過程。如染料甲基蘭熒光被Fe2+猝滅。猝滅。2022-6-16(4).能量轉(zhuǎn)移猝滅：能量轉(zhuǎn)移猝滅：熒光分子與猝滅分子間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，熒光分子與猝滅分子間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致熒光消失的過程。主要是熒光分子的熒光光譜與猝滅劑導(dǎo)致熒光消失的過程。主要是熒光分子的熒光光譜與猝滅劑的吸

12、收光譜重疊所致。的吸收光譜重疊所致。(5).轉(zhuǎn)入三重態(tài)的猝滅：轉(zhuǎn)入三重態(tài)的猝滅：通過系間跨越轉(zhuǎn)入三重態(tài)，而導(dǎo)致通過系間跨越轉(zhuǎn)入三重態(tài)，而導(dǎo)致熒光猝滅；另三重態(tài)與基態(tài)間的能量差小，易發(fā)生內(nèi)轉(zhuǎn)換。熒光猝滅；另三重態(tài)與基態(tài)間的能量差小，易發(fā)生內(nèi)轉(zhuǎn)換。(6).內(nèi)濾光作用和自猝滅：內(nèi)濾光作用和自猝滅：內(nèi)濾光作用：內(nèi)濾光作用：溶液中存在能吸收激發(fā)光或熒光的物質(zhì)時(shí)，使溶液中存在能吸收激發(fā)光或熒光的物質(zhì)時(shí)，使熒光減弱的現(xiàn)象。熒光減弱的現(xiàn)象。自猝滅：自猝滅：高濃度狀態(tài)下，熒光分子間發(fā)生碰撞，引起非輻射高濃度狀態(tài)下，熒光分子間發(fā)生碰撞，引起非輻射的能量轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致熒光猝滅的過程。的能量轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致熒光猝滅的過程。20

13、22-6-16二、激發(fā)光譜與熒光二、激發(fā)光譜與熒光二、激發(fā)光譜與熒光二、激發(fā)光譜與熒光二、激發(fā)光譜與熒光二、激發(fā)光譜與熒光( ( ( ( ( (磷光磷光磷光磷光磷光磷光) ) ) ) ) )光譜光譜光譜光譜光譜光譜 excitation spectrum and excitation spectrum and excitation spectrum and fluore-scencefluore-scencefluore-scence spectrum spectrum spectrum 熒光(磷光)：光致發(fā)光，照射光波長(zhǎng)如何選擇？1.1.熒光熒光( (磷光磷光) )的激發(fā)光譜的激發(fā)光譜 改變

14、激發(fā)波長(zhǎng)，在固定測(cè)量波長(zhǎng)(選發(fā)射最強(qiáng)處的波長(zhǎng))情況下,激發(fā)波長(zhǎng)與發(fā)射的熒光(磷光)強(qiáng)度的關(guān)系曲線（圖中曲線I ） 。2022-6-16改變激發(fā)波長(zhǎng)：300500nm固定測(cè)量波長(zhǎng): a=600nm b=650nm c=700nm d=750nm此處發(fā)射最強(qiáng)！ e=800nm 2022-6-162.2.2.2.2.2.熒光熒光熒光熒光熒光熒光( ( ( ( ( (或磷光或磷光或磷光或磷光或磷光或磷光) ) ) ) ) )的發(fā)射光譜的發(fā)射光譜的發(fā)射光譜的發(fā)射光譜的發(fā)射光譜的發(fā)射光譜 固定激發(fā)光波長(zhǎng)(選最強(qiáng)激發(fā)波長(zhǎng))和強(qiáng)度, 熒光(或磷光)強(qiáng)度與其波長(zhǎng)間的關(guān)系曲線(圖中曲線II或III)。 激發(fā)光譜形

15、狀與吸收光譜（紫外可見光譜）相類似。？2022-6-16200260320380440500560620熒光激發(fā)光譜熒光激發(fā)光譜熒光發(fā)射光譜熒光發(fā)射光譜磷光光譜磷光光譜室溫下菲的乙醇溶液熒（磷）光光譜室溫下菲的乙醇溶液熒（磷）光光譜2022-6-163.3.3.3.3.3.激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系 a.Stokesa.Stokes位移位移：激發(fā)光譜與發(fā)射光譜間波長(zhǎng)的不一致。發(fā)射光譜的波長(zhǎng)比激發(fā)光譜的長(zhǎng)，振動(dòng)弛豫等消耗了能量。 b. .熒光光譜與激發(fā)光波長(zhǎng)無(wú)關(guān)熒光光譜與激發(fā)光波

16、長(zhǎng)無(wú)關(guān) 電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級(jí)，吸收不同波長(zhǎng)的能量(如能級(jí)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(dòng)能級(jí)再躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)生波長(zhǎng)一定的熒光(如 2 )。 c. . 熒光熒光光譜和吸收光譜成鏡像對(duì)稱關(guān)系光譜和吸收光譜成鏡像對(duì)稱關(guān)系 通常熒光發(fā)射光譜與它的吸收光譜（與激發(fā)光譜形狀一樣）成鏡像對(duì)稱關(guān)系。 2022-6-16鏡像規(guī)則的解釋鏡像規(guī)則的解釋鏡像規(guī)則的解釋鏡像規(guī)則的解釋鏡像規(guī)則的解釋鏡像規(guī)則的解釋 基態(tài)上的各振動(dòng)能級(jí)分布與第一激發(fā)態(tài)上的各振動(dòng)能級(jí)分布類似；2022-6-16200250300350400450500熒光激發(fā)光譜熒光激發(fā)光譜熒光發(fā)射光譜熒光發(fā)射光譜nm

17、蒽的激發(fā)光譜和熒光光譜蒽的激發(fā)光譜和熒光光譜2022-6-16三、熒光的產(chǎn)生與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系三、熒光的產(chǎn)生與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系三、熒光的產(chǎn)生與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系三、熒光的產(chǎn)生與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系三、熒光的產(chǎn)生與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系三、熒光的產(chǎn)生與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系R R R R R Relation between fluorescence and molecular structureelation between fluorescence and molecular structureelation between fluorescence and molecular structureF .FFiFikkkk

18、k發(fā)射的光量子數(shù)吸收的光量子數(shù)為熒光發(fā)射的速率常數(shù)；為激發(fā)態(tài)以各種非輻射方式去活化的速率常數(shù) 1. 1.分子產(chǎn)生熒光必須具備的條件分子產(chǎn)生熒光必須具備的條件（1 1）熒光分子的壽命：返回基態(tài)前激發(fā)態(tài)）熒光分子的壽命：返回基態(tài)前激發(fā)態(tài)的平均壽命，或激發(fā)態(tài)的分子數(shù)衰減到原的平均壽命，或激發(fā)態(tài)的分子數(shù)衰減到原來(lái)來(lái)1/e1/e數(shù)目時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間數(shù)目時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間F F。 （2 2）具有一定的熒光量）具有一定的熒光量 子產(chǎn)率。子產(chǎn)率。熒光量子產(chǎn)率（熒光量子產(chǎn)率（ F F）：熒）：熒光發(fā)射的光子數(shù)與分子吸光發(fā)射的光子數(shù)與分子吸收的光子數(shù)之比。收的光子數(shù)之比。 F F大，熒光強(qiáng)！大，熒光強(qiáng)！ n1iikkF

19、(P)F(P)1 利用熒光壽命的不同，可進(jìn)行混合熒光物質(zhì)的測(cè)定。利用熒光壽命的不同，可進(jìn)行混合熒光物質(zhì)的測(cè)定。2022-6-162.2.2.2.2.2.化合物的結(jié)構(gòu)與熒光化合物的結(jié)構(gòu)與熒光化合物的結(jié)構(gòu)與熒光化合物的結(jié)構(gòu)與熒光化合物的結(jié)構(gòu)與熒光化合物的結(jié)構(gòu)與熒光（1）躍遷類型：大多熒光物質(zhì)存在* 、 * n的躍遷。* 的躍遷的值是* n躍遷的23個(gè)數(shù)量級(jí)，而且躍遷壽命要短10-2S，所以* 的熒光效率高，有利于熒光的產(chǎn)生；（2）共軛效應(yīng)： 電子共軛程度度越大，則電子非定域性越大，越容易被激發(fā)，熒光也就越容易發(fā)生。并產(chǎn)生紅移。F =0.18,=278nmF =0.29,=321nmF =0.46,

20、=400nmF =0.60, =480nm2022-6-16（4）取代基效應(yīng)： (a).給電子基團(tuán)存在，會(huì)使熒光增強(qiáng)。 (b).吸電子基團(tuán)存在，會(huì)使熒光減弱，但磷光會(huì)增強(qiáng)。 (c).芳烴的鄰、對(duì)位取代基增強(qiáng)熒光，間位取代基抑制熒光。 (d).重原子取代基存在，抑制熒光，增強(qiáng)磷光。（3）剛性平面結(jié)構(gòu)：可降低分子振動(dòng)，減少與溶劑的相互作用，故具有很強(qiáng)的熒光。如熒光素和酚酞有相似結(jié)構(gòu)，熒光素有很強(qiáng)的熒光，酚酞卻沒有。2022-6-16ONO22022-6-16 E n * E n * E* E*2022-6-16溶劑的影響溶劑的影響溶劑的影響n *躍遷：躍遷：蘭移；蘭移； ； *躍遷：躍遷：紅移；紅

21、移； ； max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水)230238237243n3293153093052022-6-162022-6-16四、影響熒光強(qiáng)度的因素四、影響熒光強(qiáng)度的因素四、影響熒光強(qiáng)度的因素四、影響熒光強(qiáng)度的因素四、影響熒光強(qiáng)度的因素四、影響熒光強(qiáng)度的因素1.1.溶劑的影響溶劑的影響 溶劑極性會(huì)影響熒光波長(zhǎng)和強(qiáng)度。溶劑極性會(huì)影響熒光波長(zhǎng)和強(qiáng)度。2.2.溫度的影響溫度的影響 溫度增加，熒光強(qiáng)度下降（因內(nèi)、外轉(zhuǎn)換增加、粘度或溫度增加，熒光強(qiáng)度下降（因內(nèi)、外轉(zhuǎn)換增加、粘度或“剛性剛性”降低）。因此體系降低溫度可增加熒光分析靈敏度。降低）。因此體系降低溫度可增加熒光分析靈敏

22、度。3. 溶液溶液pH 具酸或堿性基團(tuán)的有機(jī)物質(zhì)，在不同具酸或堿性基團(tuán)的有機(jī)物質(zhì)，在不同pH值時(shí)，其結(jié)構(gòu)可值時(shí)，其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化，因而熒光強(qiáng)度將發(fā)生改變。能發(fā)生變化，因而熒光強(qiáng)度將發(fā)生改變。4. 表面活性劑表面活性劑 熒光物質(zhì)周圍形成膠束，提高熒光效率。熒光物質(zhì)周圍形成膠束，提高熒光效率。5. 溶解氧溶解氧 降低熒光效率。降低熒光效率。2022-6-16第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 分子熒光與磷光分析法分子熒光與磷光分析法分子熒光與磷光分析法分子熒光與磷光分析法分子熒光與磷光分析法分子熒光與磷光分析法Molecular fluorescence and phosphorescence

23、 analysisMolecular fluorescence and phosphorescence analysisMolecular fluorescence and phosphorescence analysis 2022-6-16一、儀器結(jié)構(gòu)流程一、儀器結(jié)構(gòu)流程一、儀器結(jié)構(gòu)流程一、儀器結(jié)構(gòu)流程一、儀器結(jié)構(gòu)流程一、儀器結(jié)構(gòu)流程組成：激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測(cè)器。組成：激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測(cè)器。特殊點(diǎn)特殊點(diǎn)：有兩個(gè)單色器，光源與檢測(cè)器通常成直角直角。 基本流程如圖：基本流程如圖：?jiǎn)紊鲉紊鳎河袃蓚€(gè)單色器！有兩個(gè)單色器！選擇激發(fā)光波長(zhǎng)的單色器和選擇發(fā)射光波長(zhǎng)的單

24、色器；光源光源：氘燈和高壓汞燈，染料激光器(比可見與紫外強(qiáng))。檢測(cè)器檢測(cè)器：光電倍增管。2022-6-162022-6-16紫外紫外紫外紫外紫外紫外- - - - - -可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì)測(cè)量池測(cè)量池測(cè)量池測(cè)量池測(cè)量池測(cè)量池( ( ( ( ( (吸收池吸收池吸收池吸收池吸收池吸收池) ) ) ) ) )I0ItI0ItIF,p2022-6-162022-6-16三維光譜圖的儀器三維光譜圖的儀器三維光譜圖的儀器三維光譜圖的儀器三維光譜圖的儀器三維光譜圖的儀器若采用多色光照射，用正交多色散器、二維多道檢測(cè)器，如CCD面陣檢測(cè)器，并用

25、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算，可得激發(fā)光譜與發(fā)射光譜同時(shí)變化時(shí)的熒(磷)光光譜圖。2022-6-162022-6-162022-6-16磷光檢測(cè)磷光檢測(cè)磷光檢測(cè)磷光檢測(cè)磷光檢測(cè)磷光檢測(cè) 熒光計(jì)上配上磷光測(cè)量附件即可對(duì)磷光進(jìn)行測(cè)量。在有熒光發(fā)射的同時(shí)測(cè)量磷光。 測(cè)量方法：測(cè)量方法：（1 1）通常借助于熒光和磷）通常借助于熒光和磷光壽命的差別，采用磷光光壽命的差別，采用磷光鏡的裝置將熒光隔開。鏡的裝置將熒光隔開。（2 2）采用脈沖光源和可控）采用脈沖光源和可控檢測(cè)及時(shí)間分辨技術(shù)。檢測(cè)及時(shí)間分辨技術(shù)。 室溫測(cè)量時(shí)，不需要室溫測(cè)量時(shí)，不需要杜瓦瓶。杜瓦瓶。2022-6-16二、熒光定量方法二、熒光定量方法二、

26、熒光定量方法二、熒光定量方法二、熒光定量方法二、熒光定量方法FaFF a- bca00- bc-2.3 bcFF 0F 023-2.3 bcFF 0II II (1) II -II (1-10) (2)(2)(1) II (1-10)=I (1-e);(-2.3 bc)(-2.3 bc)e1-2.3 bc+.2!3!II 2.3 b熒光強(qiáng)度 正比與吸收的光量子數(shù)及熒光量子產(chǎn)率：由比爾定律：式代入，得：因?yàn)椋核裕?23(2.3 bc)(2.3 bc)c-+-.2!3!bc0.05, 2.5%;當(dāng)稀溶液時(shí)，上式第二項(xiàng)僅為第一項(xiàng)的以后各項(xiàng)更小，可忽略，則簡(jiǎn)化成：FF 0F0FI2.3IbcIb,

27、Ikc、 、 均不變 則： 1. 定定量量依依據(jù)據(jù) 010bcbcII0IA=-logI2022-6-162. 2. 特點(diǎn)特點(diǎn)（1 1）靈敏度高）靈敏度高 比紫外-可見分光光度法高24個(gè)數(shù)量級(jí)；為什么？ 檢測(cè)下限：0.10.1g/cm-3 相對(duì)靈敏度：0.05mol/L 奎寧硫酸氫鹽的硫酸溶液的 量子產(chǎn)率s=0.55。（2 2）選擇性強(qiáng)）選擇性強(qiáng) 既可依據(jù)特征吸收光譜，又可根據(jù)特征發(fā)射光譜；（3 3）試樣量少）試樣量少 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：應(yīng)用范圍小。2022-6-161.1.1.1.1.1.同步掃描技術(shù)同步掃描技術(shù)同步掃描技術(shù)同步掃描技術(shù)同步掃描技術(shù)同步掃描技術(shù) 根據(jù)激發(fā)和發(fā)射單色器在掃描過程中彼此根

28、據(jù)激發(fā)和發(fā)射單色器在掃描過程中彼此根據(jù)激發(fā)和發(fā)射單色器在掃描過程中彼此間所保持的關(guān)系，同步掃描可分為固定波長(zhǎng)差間所保持的關(guān)系，同步掃描可分為固定波長(zhǎng)差間所保持的關(guān)系，同步掃描可分為固定波長(zhǎng)差( ( () ) )和固定能和固定能和固定能量差及可變波長(zhǎng)三種；量差及可變波長(zhǎng)三種；量差及可變波長(zhǎng)三種； 同步掃描技術(shù)可簡(jiǎn)化光譜同步掃描技術(shù)可簡(jiǎn)化光譜，譜帶變窄，減少光譜重疊，提高分辨率； 如圖。 合適的合適的可可減少光譜重疊減少光譜重疊；酪氨酸和色氨酸的熒光激發(fā)光譜相似，發(fā)射光譜嚴(yán)重重疊，但60nm時(shí)，只顯示色氨酸的特征光譜，實(shí)現(xiàn)分別測(cè)定。三、熒光分析方法三、熒光分析方法三、熒光分析方法三、熒光分析方法三

29、、熒光分析方法三、熒光分析方法2022-6-16的選擇非常重要，它直的選擇非常重要，它直接影響同步熒光光譜的形接影響同步熒光光譜的形狀、帶寬和信號(hào)強(qiáng)度。狀、帶寬和信號(hào)強(qiáng)度。選擇通常需多次試驗(yàn)后才選擇通常需多次試驗(yàn)后才能確認(rèn)。能確認(rèn)。2022-6-162.2.2.2.2.2.時(shí)間分辨熒光光譜時(shí)間分辨熒光光譜時(shí)間分辨熒光光譜時(shí)間分辨熒光光譜時(shí)間分辨熒光光譜時(shí)間分辨熒光光譜 是建立在熒光強(qiáng)度與時(shí)間變化關(guān)系上的方法。短脈沖光激發(fā)熒光體，激發(fā)群體隨時(shí)間而衰變，其衰變率：FF-t/t0t0F-t/t0t0FN =N e Nt N tt II e lnI =lnI -t/式中， 為 時(shí)后激發(fā)體分子數(shù)；為激發(fā)

30、體的總數(shù)目；為激發(fā)態(tài)分子的平均壽命；為時(shí)間。則在 時(shí)的熒光強(qiáng)度為：；Io與熒光物質(zhì)的量 成正比。時(shí)間分辨檢測(cè)下限可達(dá)飛秒（10-15）可消除干擾。2022-6-161、熒光體混合物中兩組分的同時(shí)測(cè)定例 用8-羥基喹啉-5-磺酸(R)同時(shí)測(cè)定Al 和Ga 15.20 ml 樣品 + 1 ml 0.045% R + 2 ml 20% NH4Ac (or 20% NH4Cl ) 調(diào) pH 至4.5，稀釋至25 ml 氘燈激發(fā) 測(cè)定熒光強(qiáng)度時(shí)間曲線 2022-6-16（1）測(cè)定熒光衰變曲線 Al RGa Rns8 .10ns3 . 4ns5 . 6可利用上述兩個(gè)熒光化合物的差異對(duì)它們進(jìn)行同時(shí)測(cè)定。20

31、22-6-16（2）計(jì)算含量鋁鋁配合物和鎵配合配合物和鎵配合物的衰變曲線物的衰變曲線鋁配合物和鎵配合鋁配合物和鎵配合物的對(duì)數(shù)衰變曲線物的對(duì)數(shù)衰變曲線比較（比較（1）和（）和（4）的熒光強(qiáng)度得）的熒光強(qiáng)度得Al的含量的含量比較（比較（2）和（）和（5）的熒光強(qiáng)度得）的熒光強(qiáng)度得Ga的含量的含量1: Al ; 2: Ga ; 3:混合4: 3外延(Al) ; 5: 3減4空白FF 0I2.3Ibc2022-6-163.3.3.3.3.3.熒光分析法的應(yīng)用熒光分析法的應(yīng)用熒光分析法的應(yīng)用熒光分析法的應(yīng)用熒光分析法的應(yīng)用熒光分析法的應(yīng)用(1)(1)無(wú)機(jī)化合物的分析無(wú)機(jī)化合物的分析 在紫外光照射下會(huì)發(fā)生

32、熒光的無(wú)機(jī)化合物很少，主要依賴于有機(jī)試劑形成的螯合物。與有機(jī)試劑配合物后測(cè)量；可測(cè)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(cè)定； 銅、鈹、鐵、鈷、鋨及過氧化氫采用催化熒光法測(cè)定； 鉻、鈮、鈾、碲采用低溫?zé)晒夥y(cè)定； 鈰、銪、銻、釩、鈾采用固體熒光法測(cè)定(2)(2)生物與有機(jī)化合物的分析生物與有機(jī)化合物的分析 見表 2022-6-162022-6-162022-6-16三、磷光分析法的應(yīng)用三、磷光分析法的應(yīng)用三、磷光分析法的應(yīng)用三、磷光分析法的應(yīng)用三、磷光分析法的應(yīng)用三、磷光分析法的應(yīng)用磷光的定量依據(jù)與熒光法類似。低濃度時(shí)，Ip=K

33、pC。常見的幾種分析方法：(1)低溫磷光法：減少非輻射去活過程。(2)常溫磷光法：簡(jiǎn)化儀器設(shè)備： 固體表面室溫磷光；固體吸附劑 膠束穩(wěn)定的溶液室溫磷光；磷光團(tuán)引入到膠束； 膠束的定向減少內(nèi)轉(zhuǎn)化和碰撞 增加三重態(tài)的穩(wěn)定性， 敏化溶液室溫磷光；如下圖：2022-6-162.2.室溫磷光室溫磷光 由于低溫磷光需要低溫實(shí)驗(yàn)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 1）固體基質(zhì)室溫磷光法（固體基質(zhì)室溫磷光法（SS-RTPSS-RTP） 此法基于測(cè)量室溫下吸附于固體基質(zhì)上的有機(jī)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(wú)機(jī)載體（如硅膠、氧化鋁）以

34、及有機(jī)載體（如乙酸鈉、聚合物、纖維素膜）等。理想的載體是既能將分析物質(zhì)牢固地束縛在表面或基質(zhì)中以增加其剛性，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。2022-6-16（2 2）膠束增穩(wěn)的溶液室溫磷光法（）膠束增穩(wěn)的溶液室溫磷光法（MS-RTPMS-RTP） 當(dāng)溶液中表面活性劑的濃度達(dá)到臨界膠束濃度后，便相互聚集形成膠束。由于這種膠束的多相性，改變了磷光物質(zhì)的微環(huán)境和定向的約束力，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(shì)，明顯增加了三重態(tài)的穩(wěn)定性，從而可以實(shí)現(xiàn)在溶液中測(cè)量室溫磷光。利用膠束穩(wěn)定的因素，結(jié)合重原子效應(yīng)，并對(duì)溶液除氧，是MS-RTP 的三個(gè)要素。

35、2022-6-16外轉(zhuǎn)換2022-6-161.1.稠環(huán)芳烴分析稠環(huán)芳烴分析 采取固體表面室溫磷光分析法快速靈敏測(cè)定稠環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物（致癌物質(zhì)）；見表2.2.農(nóng)藥、生物堿、植物生長(zhǎng)激素的分析農(nóng)藥、生物堿、植物生長(zhǎng)激素的分析 煙堿、降煙堿、新煙堿，2，4-D等分析 檢測(cè)限0.01 g/cm-3 3.3.藥物分析和臨床分析藥物分析和臨床分析 見表2022-6-162022-6-162022-6-16第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法Chemiluminescence analysis 利用化學(xué)反應(yīng)所利用化學(xué)反

36、應(yīng)所引發(fā)分子發(fā)光現(xiàn)象而建立引發(fā)分子發(fā)光現(xiàn)象而建立起來(lái)的分析方法，稱為化學(xué)發(fā)光分析。起來(lái)的分析方法，稱為化學(xué)發(fā)光分析。2022-6-16一、一、一、基本原理基本原理基本原理 principleprincipleprinciple1. 1. 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)化學(xué)發(fā)光反應(yīng) 在化學(xué)反應(yīng)過程中，某些化合物接受能量而被激發(fā)，從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)，發(fā)射出一定波長(zhǎng)的光。 A +B = C + D* D* D + h （1）化學(xué)反應(yīng)須提供足夠能量化學(xué)反應(yīng)須提供足夠能量,使基態(tài)分子激發(fā)；放熱反應(yīng)使基態(tài)分子激發(fā)；放熱反應(yīng).（2）物質(zhì)分子的激發(fā)能與反應(yīng)能須相當(dāng)）物質(zhì)分子的激發(fā)能與反應(yīng)能須相當(dāng), E=170300 kJ/mo

37、l；位于可見光區(qū)；位于可見光區(qū)；（3）要有一定的發(fā)光效率；要有一定的發(fā)光效率； 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)存在于生物體(螢火蟲、海洋發(fā)光生物)中，稱生物發(fā)光(bioluminescence)。2022-6-162.2.化學(xué)發(fā)光效率化學(xué)發(fā)光效率化學(xué)激發(fā)效率：化學(xué)激發(fā)效率：clceem發(fā)射光子的分子數(shù)參加反應(yīng)的分子數(shù)ce激發(fā)態(tài)分子數(shù)參加反應(yīng)分子數(shù)發(fā)光效率：發(fā)光效率：em產(chǎn)生光子數(shù)激發(fā)態(tài)分子數(shù)時(shí)刻t 的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度(單位時(shí)間發(fā)射的光量子數(shù))： clclclcld; ,ddcdcItIttt即dc/dt 分析物的反應(yīng)速率；化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的積分值與反應(yīng)物濃度成正比。化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的積分值與反應(yīng)物濃度成正比。2022-6-

38、163.3.化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的類型化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的類型（1 1）氣相化學(xué)發(fā)光反應(yīng)）氣相化學(xué)發(fā)光反應(yīng)a. 一氧化氮與一氧化氮與O3的發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光反應(yīng) NO + O3 NO2* NO2* NO2 + h 發(fā)射的光譜范圍：600875nm，靈敏度1ng/cm-3；b.氧原子與氧原子與SO2、NO、CO的發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光反應(yīng) O3 O2 + O （1000 C石英管中進(jìn)行） SO2 + O + O SO2* + O2 SO2 * SO2* + h 最大發(fā)射波長(zhǎng)：200nm；靈敏度1ng/cm-3； 2022-6-16 O3 O2 + O （1000 C石英管中進(jìn)行石英管中進(jìn)行） NO + O NO2* NO2 * NO2 + h 發(fā)射光譜范圍：發(fā)射光譜范圍：4001400nm；靈敏度靈敏度1ng/cm-3；氧原子與氧原子與CO的發(fā)光反應(yīng)：的發(fā)光反應(yīng)： CO + O CO2* CO2 * CO2 + h 發(fā)射光譜范圍：發(fā)射光譜范圍：300500nm；靈敏度靈敏度1ng/cm-3； 氧原子與氧原子與NO的發(fā)光反應(yīng)：的發(fā)光反應(yīng)：2022-6-16c. 乙烯與乙烯與O3的發(fā)光反應(yīng)