第六章荧光分光光度法1

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1、l基本要求：1.了解荧光光谱法的基本原理和应用特点。2.了解荧光分光光度计的组成以及特点。3.掌握荧光光谱法的定量分析方法。掌握荧光光谱法的定量分析方法。4.了解影响荧光强度的因素。第一节第一节 概论概论 回顾： 四大类电化学分析法光学分析法色谱分析法其它分析方法 原子光谱法 分子光谱法 X射线光谱法 核磁波谱法 紫外-可见光分光光度法 荧光分光光度法红外吸收光谱法 拉曼光谱法 l荧光粉(俗称夜光粉)，通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。 “荧光粉主要有增白作用，在纸张、包装袋、洗衣粉、塑料、纺织品等上常有应用，这也难怪塑料袋上检出荧光粉。” 荧光粉的种类很多，现在市场上常见的就有

2、500多个品种，性状各异，我们常用的4打印纸上就有荧光粉。1.定量分析 能产生荧光 或能形成荧光配合物的物质。2.简单定性 回答“是不是”。二、特点：二、特点： 灵敏度高，比吸收光谱法高10104倍。ppb选择性比吸收光谱法好。一、分子荧光的产生一、分子荧光的产生 物质吸收光辐射 价电子从基态跃到激发态，然后再回到基态 释放能量以热能的形式。以光辐射的形式。以光辐射形式释放能量时，发射荧光。这种现象称为光光致发光致发光。荧光磷光无辐射跃迁激发态亚稳态（三重态）基态分子的去活化过程：当处于基态单重态（S0）的分子吸收波长为1和2的辐射后,分别被激发到第一激发单重态（S1*）和第二激发单重态(S2

3、*)的任意振动能级上,而后发生以下过程： 振动弛豫: 在溶液中，受激的溶质分子与溶剂分子碰撞，而失去过剩的能量，以10-1310-11 s的极快速度，降至同一电子态的最低能级上，这一过程属于无辐射跃迁。内转换:当两个电子能级非常靠近以致其振动能级有重叠时，如第一激发单重态的较高振动能级与第二激发单重态的某一较低振动能级的位能相同，可发生电子由高电子能级以无辐射跃迁的方式跃迁至低能级上。此过程效率高，速度快，一般只需10-1310-11s。 荧光发射: 处于激发单重态的最低振动能级的分子，也存在几种可能的去活化过程。若以10-910-7s左右的时间发射光量子回到基态的各振动能级，这一过程就有荧光

4、发生。 最常见的光致发光：荧光和磷光。 两者发光机理不同，寿命不同。荧光寿命10-910-6秒，磷光寿命10-310秒。 荧光可由激发态的分子产生，也可由激发态的原子产生，本章介绍分子荧光。 由于荧光的产生由价电子引起，所以，荧光光谱属于电子光谱，其波长范围位于：紫外光区和可见光区。 激发光谱激发光谱 固定荧光波长，以激发光波长对荧光强度(F)所作的光谱曲线。300350400(nm) F【例】硫酸奎宁（0.1mol/L硫酸溶液）的激发光谱。 发射发射(荧光荧光)光谱光谱 固定激发光波长，以荧光波长对荧光强度F所作的光谱曲线。300350400(nm) F【例】蒽（乙醇溶液）的发射光谱。激发光

5、谱和荧光光谱: 硫酸奎宁的激发光谱和荧光光谱 蒽的激发光谱和荧光光谱 荧光物质的最大激发波长和最大荧光波长是鉴定荧光物质的最大激发波长和最大荧光波长是鉴定物质的根据，也是定量测定时最灵敏的条件物质的根据，也是定量测定时最灵敏的条件。 分子要产生荧光，首先要能吸收紫外光或可见光。能产生荧光的分子具有的结构特点：共轭双键刚性平面多环结构 【例】芴具有刚性平面，产生的荧光比联二苯强。CH2 1 1 具有共轭双键体系的分子：具有共轭双键体系的分子： 大多数荧光物质都具有芳香环或杂环，因为这些化合物大多数荧光物质都具有芳香环或杂环，因为这些化合物都具有易发生都具有易发生* *或或nn* *跃迁的电子共轭

6、结构，跃迁的电子共轭结构， 电电子的非定域性越大，就越容易被激发，分子的荧光效率越子的非定域性越大，就越容易被激发，分子的荧光效率越大，因此凡能提高大，因此凡能提高电子共轭程度的结构，如对电子共轭程度的结构，如对- -苯基化、苯基化、间间- -苯基化、乙烯化的作用都会增大荧光的强度。苯基化、乙烯化的作用都会增大荧光的强度。 2 2 苯环上取代基的类型：苯环上取代基的类型： 给电子基团。如给电子基团。如-OH-OH、-NH-NH2 2常使荧光增强。常使荧光增强。 与与电子体系互相作用较小的取代基。如电子体系互相作用较小的取代基。如-SO-SO3 3H H对分子对分子荧光影响不明显。荧光影响不明显

7、。 吸电子基团如吸电子基团如-COOH-COOH、-CO-CO减弱甚至破坏荧光。减弱甚至破坏荧光。 3 3 具有刚性平面结构的分子：具有刚性平面结构的分子： 刚性的不饱和的平面结构具有较高的荧光效率，刚性的不饱和的平面结构具有较高的荧光效率，分子刚性及共平面性越大，荧光效率越高，酚酞分子刚性及共平面性越大，荧光效率越高，酚酞和荧光素比较，荧光素中多一个氧桥，使分子的和荧光素比较，荧光素中多一个氧桥，使分子的三个环成一个平面，其共平面性增加，使三个环成一个平面，其共平面性增加，使电子电子的共轭度增加，因而荧光素有强烈荧光，而酚酞的共轭度增加，因而荧光素有强烈荧光，而酚酞的荧光很弱。的荧光很弱。C