2025年大學《化學測量學與技術》專業(yè)題庫——光化學發(fā)光法在分析化學中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種分析方法通?；谖镔|吸收光能后從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，并隨后以光輻射形式釋放能量？A.電化學分析法B.光化學發(fā)光分析法C.質譜分析法D.比色分析法2.在光化學發(fā)光分析中，待測物分子與發(fā)光試劑直接作用生成不發(fā)光或不穩(wěn)定中間體的過程，稱為？A.動態(tài)猝滅B.靜態(tài)猝滅C.自猝滅D.熒光共振能量轉移3.能同時提供激發(fā)和發(fā)射光路，避免雜散光干擾，是目前較先進的光化學發(fā)光分析儀器結構類型？A.單光束固定發(fā)射單光束B.單光束固定激發(fā)，雙光束切換發(fā)射C.雙光束固定激發(fā)，雙光束切換發(fā)射D.雙光束固定激發(fā)和發(fā)射4.以下哪種物質常被用作化學發(fā)光分析中的氧化劑？A.過氧化氫(H?O?)B.氫氧化鈉(NaOH)C.氯化鈉(NaCl)D.硫酸(H?SO?)5.Stern-Volmer方程主要描述了光化學發(fā)光強度與什么因素之間的關系？A.發(fā)光物質濃度B.激發(fā)光強度C.猝滅劑濃度D.溫度6.在環(huán)境樣品中測定痕量重金屬離子時，光化學發(fā)光法相較于分光光度法的主要優(yōu)勢之一是？A.操作更簡單B.靈敏度更高C.選擇性更好D.儀器更便宜7.能夠通過分子內電子轉移（ET）過程產(chǎn)生化學發(fā)光的體系，通常稱為？A.直接化學發(fā)光體系B.熒光猝滅體系C.能量轉移發(fā)光體系D.惰性發(fā)光體系8.衡量發(fā)光體系發(fā)光效率的物理量是？A.發(fā)光強度B.激發(fā)光波長C.發(fā)光量子產(chǎn)率D.靈敏度9.在生物樣品分析中，利用光化學發(fā)光法檢測酶活性時，通常作為發(fā)光底物的物質是？A.蛋白質B.核酸C.酶D.三(2-吡啶基)甲胺(Tris)與過氧化氫反應產(chǎn)生的化學發(fā)光10.光化學發(fā)光分析中，為提高分析選擇性，常采用的方法包括？A.液膜萃取B.化學衍生化C.固相萃取D.加入內標物二、填空題（每空1分，共15分）1.光化學發(fā)光分析過程通常包括激發(fā)、__________和__________三個階段。2.影響光化學發(fā)光強度的內源性因素主要有發(fā)光物質濃度、__________、__________等。3.當猝滅劑濃度增加時，若發(fā)光強度與猝滅劑濃度成線性關系，則該猝滅過程通常屬于__________。4.常見的化學發(fā)光反應類型包括化學發(fā)光（CL）和__________。5.用于檢測生物分子（如DNA、蛋白質）雜交或變性的光化學發(fā)光方法，通?；赺_________的檢測。6.提高光化學發(fā)光分析法靈敏度的主要途徑包括增大發(fā)光體系量子產(chǎn)率、__________和__________。7.光化學發(fā)光分析儀器的基本部件通常包括光源、樣品池、__________和__________。8.某發(fā)光體系的量子產(chǎn)率是指__________與__________之比。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述光化學發(fā)光法的基本分析原理。2.簡述影響光化學發(fā)光強度的因素有哪些？3.與熒光分析法相比，簡述光化學發(fā)光分析法的主要優(yōu)點。4.簡述靜態(tài)猝滅和動態(tài)猝滅的區(qū)別。四、論述/計算題（共45分）1.（10分）簡述直接化學發(fā)光分析法的原理，并舉例說明其在環(huán)境分析中的應用。2.（10分）在測定某水樣中痕量As(III)時，采用魯米諾-H?O?化學發(fā)光體系。實驗測得一系列不同As(III)濃度溶液的相對發(fā)光強度（Y），以及對應的不同H?O?濃度溶液的相對發(fā)光強度（Y'）。數(shù)據(jù)如下：As(III)濃度(mg/L)：0.00,0.20,0.40,0.60,0.80,1.00相對發(fā)光強度(Y)：0.0,0.8,1.6,2.3,2.9,3.3H?O?濃度(mol/L)：0.00,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50相對發(fā)光強度(Y')：0.0,1.5,2.8,3.9,4.8,5.5請繪制As(III)濃度-發(fā)光強度曲線，并根據(jù)As(III)濃度與發(fā)光強度的關系，計算當樣品溶液的相對發(fā)光強度為2.0時，對應的As(III)濃度是多少？（假設發(fā)光強度與As(III)濃度在實驗范圍內呈良好線性關系）3.（10分）設計一個利用光化學發(fā)光法測定食品包裝材料中痕量雙酚A（BPA）的方案。請簡述測定原理、所需主要試劑、儀器條件、分析步驟以及可能存在的干擾及消除方法。4.（15分）討論光化學發(fā)光分析儀器在信號檢測過程中可能遇到的主要干擾因素，并分別提出相應的抑制或消除措施。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.A5.C6.B7.A8.C9.D10.D二、填空題1.躍遷，發(fā)射2.激發(fā)波長，溫度3.動態(tài)猝滅4.生物發(fā)光（BL）5.熒光猝滅6.增大激發(fā)光強度，優(yōu)化體系條件7.單色器，檢測器8.發(fā)光分子總的分子數(shù)，吸收該激發(fā)光的總分子數(shù)三、簡答題1.簡述光化學發(fā)光法的基本分析原理：光化學發(fā)光分析法基于發(fā)光物質被特定波長的光激發(fā)后，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)分子在返回基態(tài)過程中，以光輻射形式釋放出特定波長的光子。通過測量發(fā)射光強度隨時間的變化（動力學方式）或總積分光強（積分方式），結合建立的標準曲線，即可對發(fā)光物質進行定性和定量分析。2.簡述影響光化學發(fā)光強度的因素有哪些：影響光化學發(fā)光強度的因素主要包括：①內源性因素，如發(fā)光物質的濃度、激發(fā)波長、溫度、pH值、緩沖液種類等；②外源性因素，如光源強度、光譜純度、樣品池厚度與材質、猝滅劑的存在、溶劑極性、反應時間等。3.與熒光分析法相比，簡述光化學發(fā)光分析法的主要優(yōu)點：光化學發(fā)光分析法的主要優(yōu)點包括：①靈敏度極高，可達ppb甚至ppt級別；②背景信號低，檢測限低；③發(fā)光光譜寬，可使用寬譜帶光源；④發(fā)光過程無熒光猝滅效應，分析信號穩(wěn)定；⑤儀器相對簡單，成本較低；⑥可進行動力學檢測，選擇性較好。4.簡述靜態(tài)猝滅和動態(tài)猝滅的區(qū)別：靜態(tài)猝滅是指猝滅劑與發(fā)光物質或其激發(fā)態(tài)產(chǎn)物反應，生成無發(fā)光能力或不穩(wěn)定中間體的過程。其特點是發(fā)光強度與猝滅劑濃度呈線性關系，且在反應達到平衡前，發(fā)光強度不隨時間變化。動態(tài)猝滅是指猝滅劑分子與發(fā)光物質分子或激發(fā)態(tài)分子發(fā)生快速碰撞，通過能量轉移或系間竄越等方式使激發(fā)態(tài)分子失活的過程。其特點是發(fā)光強度與猝滅劑濃度和發(fā)光物質濃度均有關，且發(fā)光強度隨時間變化（對于單分子動態(tài)猝滅）或變化較慢（對于雙分子動態(tài)猝滅），符合Stern-Volmer方程。四、論述/計算題1.簡述直接化學發(fā)光分析法的原理，并舉例說明其在環(huán)境分析中的應用：直接化學發(fā)光分析法是指發(fā)光反應物（發(fā)光劑）與待測物在反應介質中直接發(fā)生化學反應，生成不發(fā)光或壽命極短的激發(fā)態(tài)產(chǎn)物，該產(chǎn)物迅速返回基態(tài)并發(fā)出光子。其基本組成包括發(fā)光劑、氧化劑（或還原劑，取決于發(fā)光反應類型）、緩沖液等。在環(huán)境分析中，例如，可利用魯米諾-H?O?體系直接測定水樣中的Fe(II)，反應生成激發(fā)態(tài)3-氨基鄰苯二甲酸，發(fā)出化學發(fā)光信號。該法操作簡便，靈敏度高，已應用于水體中砷、鉛、銅、鋅、酚類化合物等的測定。2.（10分）簡述直接化學發(fā)光分析法的原理，并舉例說明其在環(huán)境分析中的應用。（同上）（10分）在測定某水樣中痕量As(III)時，采用魯米諾-H?O?化學發(fā)光體系。實驗測得一系列不同As(III)濃度溶液的相對發(fā)光強度（Y），以及對應的不同H?O?濃度溶液的相對發(fā)光強度（Y'）。數(shù)據(jù)如下：As(III)濃度(mg/L)：0.00,0.20,0.40,0.60,0.80,1.00相對發(fā)光強度(Y)：0.0,0.8,1.6,2.3,2.9,3.3H?O?濃度(mol/L)：0.00,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50相對發(fā)光強度(Y')：0.0,1.5,2.8,3.9,4.8,5.5請繪制As(III)濃度-發(fā)光強度曲線，并根據(jù)As(III)濃度與發(fā)光強度的關系，計算當樣品溶液的相對發(fā)光強度為2.0時，對應的As(III)濃度是多少？（假設發(fā)光強度與As(III)濃度在實驗范圍內呈良好線性關系）解析思路：此題考查線性回歸和利用標準曲線進行定量分析。首先，根據(jù)給定的As(III)濃度和相對發(fā)光強度數(shù)據(jù)，繪制As(III)濃度（X軸）對發(fā)光強度（Y軸）的散點圖，并觀察其線性關系。從數(shù)據(jù)看，發(fā)光強度隨As(III)濃度增加而增加，趨勢近似線性。然后，進行線性回歸分析，確定發(fā)光強度（Y）對As(III)濃度（X）的線性方程Y=kX+b，其中k為斜率，b為截距。根據(jù)數(shù)據(jù)，計算得到線性方程（例如：Y=3.0X-0.1）。該方程即為標準曲線。最后，將樣品的相對發(fā)光強度Y_sample=2.0代入標準曲線方程，求解對應的As(III)濃度X_sample：2.0=3.0X_sample-0.1，解得X_sample=(2.0+0.1)/3.0=2.1/3.0=0.7mg/L。答案為0.7mg/L。3.設計一個利用光化學發(fā)光法測定食品包裝材料中痕量雙酚A（BPA）的方案。請簡述測定原理、所需主要試劑、儀器條件、分析步驟以及可能存在的干擾及消除方法。解析思路：此題考查分析方案的制定能力。首先，選擇合適的發(fā)光體系，例如，BPA可以與某些熒光探針或化學發(fā)光試劑發(fā)生反應生成發(fā)光產(chǎn)物。這里假設使用一種能與BPA特異性結合并導致熒光猝滅的探針分子，基于熒光猝滅的化學發(fā)光檢測原理。所需試劑：待測樣品（食品包裝材料）、BPA標準溶液、熒光探針溶液、緩沖液（維持pH穩(wěn)定）、可能需要的提取溶劑（如甲醇、乙酸乙酯）、洗滌液、酸或堿（用于調節(jié)pH或破壞結構）。儀器：光化學發(fā)光儀。分析步驟：①樣品前處理：將食品包裝材料剪碎，采用適當方法（如超聲萃取、酸解法）提取BPA，使BPA溶解到溶液中。②制備標準曲線：配制一系列不同濃度BPA的標準溶液，加入等量探針溶液、緩沖液等，測定其相對熒光猝滅率（或相對化學發(fā)光強度）。繪制BPA濃度-猝滅率（或發(fā)光強度）的標準曲線。③樣品測定：取待測樣品提取液，按標準曲線制備步驟操作，測定其相對熒光猝滅率（或發(fā)光強度）。④結果計算：根據(jù)樣品測定值，在標準曲線上查出對應的BPA濃度。⑤干擾消除：可能存在的干擾包括樣品基質中的其他物質、熒光物質、猝滅劑等。可通過提取前凈化（如固相萃?。?、加入內標、選擇合適的提取溶劑、優(yōu)化反應條件、增加洗滌步驟等方法消除或減小干擾。4.（15分）討論光化學發(fā)光分析儀器在信號檢測過程中可能遇到的主要干擾因素，并分別提出相應的抑制或消除措施。解析思路：此題考查對儀器檢測環(huán)節(jié)干擾的理解和解決能力。主要干擾因素及抑制/消除措施：①光源波動：光源強度不穩(wěn)定會導致信號波動。措施：使用穩(wěn)定性好的光源（如激光二極管）、定期校準光源強度、使用光源強度自動補償功能。②雜散光干擾：環(huán)境光或儀器內部非目標光進入檢測器造成噪聲。措施：選用遮光性能好的樣品池和樣品室、使用單色器選擇合適波長、增加濾光片、使用同步檢測或時間門控技術。③樣品池因素：樣品池厚度不均、材質選擇不當、光路偏移等影響光程和信號。措施：使用高質量、厚度均勻的樣品池、根據(jù)分析需要選擇合適材質（如石英）、保證樣品池正確安放。④反應體系因素：發(fā)光反應不完全、猝滅作