分子发光分析法

第7章 分子发光分析法 章
7-1 概述 分子吸收一定能量后，跃迁到较高能级 （即激发态），在退激发时可能会有光辐 射，有光辐射历现象叫分子发光。 根据分子发光建立起来的分析方法叫分 子发光分析法。
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上述“一定的能量”，可以是光能、 化学能，分子吸收光能后发光可有两 种。 荧光：光照停止，发光停止。 燐光：光照停止，发光继续。 这种现象通常叫光致发光。
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二、荧光激发光谱和荧光发射光谱（自看） 三、荧光量子产率 φ f
φ f ：吸收的光子数（光强）有多少转变
成荧光。定义是
发射的光子数 φf = 吸收的光子数 = If Ia
1、对非荧光物质 2、对荧光物质
φf = 0 0 < φ f ≤1
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e.g. 硫酸奎宁 色氨酸
φ f = 0.55 φ f = 0.14
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两者之间的区别： （1）S 抗磁性 T顺磁性 （2）跃迁概率T1 <S1 （3）能量 T1 <S1 ，T2 <S2 ，T1 为亚稳定状态 ， “能量越低越稳定”。故的寿命较长（达数 秒——数十秒）。 2、内部转换和系间窜越 木高于林、风必摧之。
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VR：振动弛豫，碰撞变成热。 ISC：系间窜越。 IC：内部转换。 3、荧光和燐光的产生 荧光：分子从S1态的最低振动能级跃迁到 S0态的各个振动能级产生辐射去激。需时不长， 约10-9—10-6秒，叫快速荧光。 即 S1(min) → S0 (all)
四、荧光分析的定量依据 根据朗伯—比尔定律
I0 A = lg = k `Lc It
I t = I 0e
− kLc
被样品吸收的光 I a I a = I 0 − I t = I 0 (1 − e
− kLc
)
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又因为
φ
I
f
=
I
f
Ia
所以
− kLc
f
= φ f I 0 (1 − e
)
当浓度较小时，将指数项展开成级数：
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分子吸收化学能而激发发光，叫化学发光。 如果化学反应发生在生物体内，发生的化学 发光叫生物发光。 举一些例子说明。 e.g. 日光灯——荧光灯。 Hg(g) hv 线光谱 → 卤磷酸钙（发出粉 红色的荧光）+ 蓝色的汞的线光谱 → 互补成 白色。
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电视机屏 ----“荧屏”------实为“燐屏”----余辉≥1/24 s（可看见动作，“视觉暂 停”）。 雷达屏-----燐屏。 萤火虫-----生物发光，能量转化几乎100% (生化能→光能)。 分子发光分析法的用途：一般用作有机 物测定，有简易便宜的仪器。
I I I
f f f
∝ I 0 ，与入射光光强成正比 ∝ L ，与液池长度成正比 ∝ c ，与待测液浓度成正比
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一定条件下， , φ f , I 0 , L均为定值， k 所以有 I f = k ``c
4-3 荧光仪器
荧光计：激发光用固定波长。 荧光分光光度计：激发光和荧光的波长 均可改变。
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4Hale Waihona Puke e.g. 可测定氨基酸、维生素、农药残留、 3.4苯并芘、黄曲霉素----。 也可测定微量金属离子：Zn、Mn、Cu、 Fe、Mg、Mo、B、Se、Ge等。 灵敏度高，一般可达ppb级。 本章主要介绍荧光分析法。
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4-2 荧光分析法基本原理 一、荧光和燐光的产生 基态分子吸收光能后，分子中的价电子 跃迁至高能级成为激发态。激发态/基态的 转变过程中，分子的电子可以有不同的自 旋状态。 S----singlet state 单重态。 T----triplet state 三重态。
e
−kLc
(−kLc) (−kLc) = 1− kLc+ + + ...... 2! 3!
2 3
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c很小时，可略去高次项：
e ≈ 1 − kLc 故 I f = φ f I 0 [1 − (1 − kLc )]
− kLc
I f = kφ f I 0 Lc
荧光发射强度的讨论： I f ∝ φ f ，与物质的本性有关
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由于IC(内部转换)的存在，荧光的能量 比激发光低，荧光光谱的峰值波长比激发 光峰值的长，即产生红移。这种现象叫 Stokes位移。 e.g. 叶绿素的吸收光谱 660 nm， 叶绿素的荧光光谱 667 nm。 三重态T1的寿命比较长,在光照停止后仍 可发光----燐光。 若T1----s1----so，则产生延迟荧光或慢速荧 光。
e.g. 液相色谱仪的固定波长荧光检测器 （荧光计）。 e.g. 赤霉素含量测定仪（荧光计） 。 荧光是一种分子发光，向四面八方 发出，荧光检测器与荧光源的角度可随 意设置，为了避免激发光的干扰，一般 与激发光成直角。 样品池：石英方池，四面都是光学 面，使用时拿棱且靠近池口。
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