2025/12/22儀器分析教程

第6章分子熒光分析法6.1熒光分析法的基本原理MolecularFluorescenceAnalysis（MFA）6.1.1熒光光譜的產(chǎn)生6.1.2熒光效率與熒光強(qiáng)度2025/12/22 緒論熒光：當(dāng)某些物質(zhì)分子被光照射時(shí)，會(huì)吸收某些波長(zhǎng)的光，然后再發(fā)射出波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光，當(dāng)照射光發(fā)射光也隨之消失，這種光致發(fā)射光叫做熒光。熒光分析法：利用熒光物質(zhì)分子所發(fā)射的熒光的特性和強(qiáng)度來對(duì)其進(jìn)行定性和定量分析的方法。

2025/12/226.1熒光分析法的基本原理6.1.1熒光光譜的產(chǎn)生分子熒光光譜能級(jí)2025/12/226.1熒光分析法的基本原理從上圖可以看出：(1)熒光光譜的形狀和激發(fā)光波長(zhǎng)無關(guān)，這是因?yàn)闊晒獾漠a(chǎn)生是由第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)開始的，而和熒光物質(zhì)分子原來被激發(fā)至哪一個(gè)能級(jí)無關(guān)；(2)由于吸收光譜反映的是第一電子激發(fā)態(tài)的能級(jí)分布情況；而熒光光譜反映的是基態(tài)能級(jí)的分布情況，基態(tài)中能級(jí)的分布和第一電子激發(fā)態(tài)中的能級(jí)分布是相似的，據(jù)此可推斷熒光光譜的形狀與吸收光譜應(yīng)相似。2025/12/226.1熒光分析法的基本原理

硫酸喹啉的熒光光譜和吸收光譜

熒光光譜的形狀和吸收光譜的形狀十分相似，且互為鏡像，如：

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化合物的結(jié)構(gòu)與熒光

（1）躍遷類型：→*的熒光效率高，系間跨越過程的速率常數(shù)小，有利于熒光的產(chǎn)生；

(2）共軛效應(yīng)：提高共軛度有利于增加熒光效率并產(chǎn)生紅移；芳環(huán)數(shù)越多，熒光數(shù)越強(qiáng)。

例如：8–羥基喹啉和桑色素都是重要的熒光物質(zhì)。

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6.1.2熒光效率與熒光強(qiáng)度

1.分子產(chǎn)生熒光必須具備的條件（1）分子必須有產(chǎn)生電子吸收光譜的特征結(jié)構(gòu)；（2）分子必須有較高的熒光效率。

熒光效率也稱為熒光量子產(chǎn)率，它表示所發(fā)出熒光的光子數(shù)和所吸收激發(fā)光的光子數(shù)的比值。熒光效率越大，表示分子產(chǎn)生熒光的能力越強(qiáng)，通常0＜

φ

＜

1

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6.1.2熒光效率與熒光強(qiáng)度（1）熒光強(qiáng)度與溶液濃度的關(guān)系溶液的熒光強(qiáng)度F與該溶液吸光度的強(qiáng)度Ia以及熒光物質(zhì)的效率ф成正比：當(dāng)入射光強(qiáng)度I0和b一定時(shí)：即熒光強(qiáng)度F與溶液濃度c成正比，這是熒光分析定量的基本依據(jù)。

2.熒光強(qiáng)度2025/12/22

6.1.2熒光效率與熒光強(qiáng)度（2）影響熒光強(qiáng)度的因素①溶劑的影響

熒光峰的波長(zhǎng)隨溶劑的介電常數(shù)增大而增大，強(qiáng)度隨溶劑極性的增大而增強(qiáng)。②溶液黏度的影響一般情況下，熒光強(qiáng)度隨著介質(zhì)粘度的升高而增強(qiáng)。③溫度的影響一般情況下，當(dāng)溫度升高時(shí)，絕大多數(shù)熒光物質(zhì)的熒光效率降低，熒光強(qiáng)度減小。

2.熒光強(qiáng)度2025/12/22

6.1.2熒光效率與熒光強(qiáng)度（2）影響熒光強(qiáng)度的因素④溶液pH的影響溶液。對(duì)酸堿化合物，溶液pH的影響較大，需要嚴(yán)格控制；

⑤熒光的猝滅

熒光物質(zhì)分子與溶劑分子或其他溶質(zhì)分子的相互作用，引起熒光強(qiáng)度降低。

2.熒光強(qiáng)度2025/12/22儀器分析教程6.2熒光分析法的基本裝置6.2.1激發(fā)光源6.2.2單色器6.2.3樣品池6.2.4檢測(cè)器2025/12/22

6.2熒光分析法的基本裝置

熒光分析法所使用的儀器叫熒光計(jì)。熒光計(jì)又分為光電熒光光度計(jì)和熒光分光光度計(jì)。熒光計(jì)通常由激發(fā)光源、單色器、樣品池、檢測(cè)器和放大顯示系統(tǒng)等部分組成。2025/12/226.2熒光分析法的基本裝置

熒光分光光度計(jì)2025/12/22

6.2熒光分析法的基本裝置

6.2.1激發(fā)光源

通常采用發(fā)射強(qiáng)度高的汞弧燈、氫燈或氙弧燈。

高壓汞弧燈：365，398，436，546，579，690和734nm線狀光譜線；

低壓汞弧燈：254nm（強(qiáng)輻射），365，398，436，546，579，690和734nm線狀光譜線；

氙弧燈：220～700nm強(qiáng)烈的連續(xù)輻射譜線。

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6.2熒光分析法的基本裝置

6.2.2單色器

熒光計(jì)：濾光片單色器。

熒光分光光度計(jì)：光柵或棱鏡。

兩個(gè)單色器：一個(gè)激發(fā)光單色器，其作用是獲得單色性好的激發(fā)光，以激發(fā)樣品產(chǎn)生熒光；一個(gè)發(fā)射光單色器，其作用在于分出某一波長(zhǎng)的熒光，以減少于擾。2025/12/22

6.2熒光分析法的基本裝置

6.2.3樣品池

石英玻璃制成。

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6.2熒光分析法的基本裝置

6.2.4檢測(cè)器

光電管或光電倍增管。

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6.2熒光分析法的基本裝置

熒光分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖2025/12/22儀器分析教程6.3熒光分析法及其應(yīng)用6.3.1定量分析方法6.3.2應(yīng)用2025/12/226.3.1定量分析方法

（1）校正曲線法

配制一系列標(biāo)準(zhǔn)濃度試樣測(cè)定熒光強(qiáng)度，繪制校正曲線，再在相同條件下測(cè)量未知試樣的熒光強(qiáng)度，在校正曲線上求出濃度。

（2）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法

在線性范圍內(nèi)，測(cè)定標(biāo)樣和試樣的熒光強(qiáng)度，二者相比較來求得試樣濃度。6.3熒光分析法及其應(yīng)用2025/12/226.3.2應(yīng)用

6.3.2.1

無機(jī)化合物的分析

利用有機(jī)試劑生成絡(luò)合物，可測(cè)定近70種元素。

（1）直接熒光法

（2）間接熒光法

（3）

熒光猝滅法（4）催化熒光法6.3熒光分析法及其應(yīng)用2025/12/226.3.2應(yīng)用

6.3.2.1

有機(jī)化合物的分析

利用有機(jī)試劑生成絡(luò)合物，可測(cè)定近70種元素。