2025年大學(xué)《化學(xué)測量學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——熒光光譜技術(shù)的研究與應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種現(xiàn)象不是熒光的特征？()A.斯托克斯位移B.熒光量子產(chǎn)率C.熒光發(fā)射光譜D.吸收光譜與發(fā)射光譜重合2.熒光量子產(chǎn)率最高的物質(zhì)是？()A.苯B.蔥C.三苯基甲烷D.繭光素3.下列哪種猝滅機制是由于熒光物質(zhì)分子與溶劑分子之間的相互作用引起的？()A.系間竄越B.碰撞猝滅C.溶劑效應(yīng)D.內(nèi)濾效應(yīng)4.熒光分析法主要用于測定物質(zhì)的哪種形態(tài)？()A.離子態(tài)B.分子態(tài)C.原子態(tài)D.聚合物態(tài)5.熒光光譜儀中，用于產(chǎn)生激發(fā)光的光源通常是？()A.氫燈B.氦燈C.激光器D.白熾燈6.熒光探針法主要用于分析？()A.無機離子B.有機分子C.生物大分子D.環(huán)境污染物7.斯托克斯位移是指？()A.激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的最大值之間的波長差B.激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的最小值之間的波長差C.熒光量子產(chǎn)率最大值對應(yīng)的激發(fā)波長D.熒光量子產(chǎn)率最大值對應(yīng)的發(fā)射波長8.熒光分析法的主要優(yōu)點是？()A.選擇性好B.靈敏度高C.操作簡便D.以上都是9.熒光猝滅是指？()A.熒光強度增加B.熒光強度減小C.熒光光譜紅移D.熒光光譜藍移10.熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)的基礎(chǔ)是？()A.能量守恒B.動量守恒C.質(zhì)量守恒D.電荷守恒二、填空題1.熒光是指物質(zhì)在吸收光能后，從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時發(fā)射出的__________。2.熒光量子產(chǎn)率的定義是__________。3.熒光猝滅機制主要包括__________和__________。4.熒光光譜儀主要由__________、__________、__________和__________組成。5.熒光分析法根據(jù)分析對象的不同，可以分為__________和__________。6.熒光探針是一種能夠與特定分析物結(jié)合并發(fā)生熒光變化的__________。7.斯托克斯位移的產(chǎn)生是由于__________。8.熒光分析法中，提高靈敏度的常用方法有__________和__________。9.熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)是指能量從高激發(fā)態(tài)的供體分子通過__________轉(zhuǎn)移到低激發(fā)態(tài)的受體分子。10.熒光分析法在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括__________、__________和__________。三、簡答題1.簡述熒光的產(chǎn)生機理。2.簡述熒光猝滅的類型和機理。3.簡述熒光分析法的基本原理。4.簡述熒光探針的設(shè)計原理。四、計算題1.某樣品在激發(fā)波長為280nm時，測得熒光強度為1000counts/s。當(dāng)激發(fā)波長變?yōu)?00nm時，熒光強度降為200counts/s。計算該樣品在280nm和300nm處的熒光量子產(chǎn)率(假設(shè)該樣品在280nm和300nm處的吸收系數(shù)相同，且熒光量子產(chǎn)率在300nm處為0)。2.某熒光分析法的檢測限為1ppb?，F(xiàn)有一份樣品，其濃度為0.5ppb。如果熒光儀器的信號噪聲比為2，計算該樣品能否被檢測到。五、論述題試述熒光光譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用，并舉例說明。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.B5.C6.A7.A8.D9.B10.A二、填空題1.光輻射2.發(fā)射的光量子數(shù)與吸收的光量子數(shù)之比3.碰撞猝滅靜態(tài)猝滅4.光源單色器樣品池檢測器5.定量分析定性分析6.試劑7.激發(fā)態(tài)分子回到基態(tài)時，振動能級降低8.提高光源強度提高檢測器靈敏度9.偶極-偶極相互作用10.熒光成像熒光診斷熒光傳感三、簡答題1.解析思路：熒光產(chǎn)生機理是物質(zhì)吸收光能后，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)分子在回到基態(tài)過程中，部分能量以光輻射形式釋放，即為熒光。2.解析思路：熒光猝滅類型包括靜態(tài)猝滅和動態(tài)猝滅。靜態(tài)猝滅是由于熒光物質(zhì)與猝滅劑形成非熒光物質(zhì)；動態(tài)猝滅是由于猝滅劑與熒光物質(zhì)分子碰撞，能量轉(zhuǎn)移或分子解離。3.解析思路：熒光分析法原理是利用物質(zhì)吸收特定波長的激發(fā)光后，發(fā)射出波長更長、強度減弱的熒光，通過測量熒光強度或熒光光譜，進行物質(zhì)的定性和定量分析。4.解析思路：熒光探針設(shè)計原理是根據(jù)待測物與探針的相互作用導(dǎo)致探針熒光性質(zhì)（強度、波長、壽命等）發(fā)生改變，通過測量熒光變化來檢測待測物。四、計算題1.解析思路：利用熒光強度與熒光量子產(chǎn)率成正比的關(guān)系，以及已知熒光量子產(chǎn)率的樣品在兩激發(fā)波長下的熒光強度比值，計算未知樣品的熒光量子產(chǎn)率。解：設(shè)樣品在280nm處的熒光量子產(chǎn)率為φ?，在300nm處的熒光量子產(chǎn)率為φ?(φ?=0)，熒光強度比值為I?/I?=1000/200=5。由于吸收系數(shù)相同，熒光強度與熒光量子產(chǎn)率成正比，即I?/φ?=I?/φ?。則φ?=I?*φ?/I?=0*0/1000=0。由于φ?=0，無法直接計算φ?，需更換思路。正確解法：利用相對熒光量子產(chǎn)率公式φ=(I/ΦA(chǔ))/(I?/ΦA(chǔ)?)，其中I為樣品熒光強度，Φ為樣品熒光量子產(chǎn)率，I?為參比物質(zhì)熒光強度，ΦA(chǔ)?為參比物質(zhì)熒光量子產(chǎn)率。設(shè)參比物質(zhì)為熒光量子產(chǎn)率ΦA(chǔ)?=1的物質(zhì)，其在280nm和300nm處的熒光強度分別為I??和I??。則φ?=(I?/ΦA(chǔ)?)/(I??/ΦA(chǔ)??)=I?/I??φ?=(I?/ΦA(chǔ)?)/(I??/ΦA(chǔ)??)=I?/I??由于φ?=0，則I??=∞，即參比物質(zhì)在300nm處無熒光。無法計算。修正：假設(shè)樣品在280nm處的熒光量子產(chǎn)率為φ?，在300nm處的熒光量子產(chǎn)率為φ?=0，熒光強度比值為I?/I?=1000/200=5。則φ?=I?*φ?/I?=200*0/1000=0。仍無法計算。重新審視題目：題目條件可能存在錯誤或遺漏。若假設(shè)熒光量子產(chǎn)率在300nm處不為0，則無法計算。若假設(shè)樣品在300nm處的熒光量子產(chǎn)率不為0，則題目條件矛盾。無法計算。2.解析思路：根據(jù)檢測限定義，當(dāng)樣品濃度為檢測限時，信號噪聲比等于1。計算樣品產(chǎn)生的信號，與檢測限產(chǎn)生的信號比較，判斷能否檢測到。解：樣品濃度為0.5ppb，檢測限為1ppb，信號噪聲比為2。檢測限對應(yīng)信號S_d=1(假設(shè)單位為counts/s)。樣品產(chǎn)生的信號S_s=0.5*S_d=0.5*1=0.5counts/s。信號噪聲比=S_s/N=2。N=S_s/2=0.5/2=0.25counts/s。樣品信號