荧光分光光度计- 原理

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荧光分光光度计的工作原理

荧光分光光度计的工作原理

荧光分光光度计的工作原理在激发阶段,样品被激发光源发出的激发光照射。

激发光通过光源产生,并经过单色器产生具有特定波长和能量的单色激发光。

这个单色激发光通过一个镜片聚焦到样品上。

在这个过程中,样品吸收光的一个部分,将其激发到激发态。

在发射阶段,样品的激发态荧光发出。

样品中的分子经过激发态转换成能量较低的荧光发射态。

发射光的波长较激发光长,且具有比激发光显著更低的能量。

发射光通过样品室中样品表面进入分光器。

在分光器内,发射光被分为不同波长的成分。

分光器的主要作用是将光按波长分散成不同的光束,方便探测器进行接收和处理。

分光器将不同波长的发射光分别引导到探测器上。

探测器接收并检测发射光的强度。

常见的探测器包括光电二极管(Photomultiplier Tube, PMT)和光电二极管阵列(Photodiode Array)。

探测器可以测量发射光的强度,并将结果传输到计算机上进一步处理和分析。

通过测量样品荧光发射光的强度和特定波长下的荧光发射光,我们可以确定样品中特定成分的存在和浓度。

具体而言,对于有荧光标记的样品,其荧光发射强度与其浓度成正比关系。

因此,我们可以通过测量发射光的强度来测定样品中特定成分的浓度。

1.高灵敏度。

荧光分光光度计能够检测非常微量的荧光发射光,因此对于低浓度样品的检测非常敏感。

2.宽波长范围。

荧光分光光度计能够检测多个波长范围内的光,因此适用于多种样品的测量。

3.选择性。

通过选择特定的激发波长和检测波长,可以选择性地测量特定组分的浓度。

4.可定量分析。

荧光分光光度计能够通过测量荧光发射光的强度来定量分析样品中特定成分的浓度。

总结起来,荧光分光光度计是一种基于样品在吸收光激发下发出荧光发射的光学仪器。

通过测量样品发射光的强度和特定波长下的发射光,我们可以确定样品中特定成分的存在和浓度。

荧光分光光度计具有高灵敏度、宽波长范围、选择性和可定量分析等优点,因此在科学研究和化学分析等领域得到了广泛应用。

荧光分光光度计的原理 光度计工作原理

荧光分光光度计的原理 光度计工作原理

荧光分光光度计的原理光度计工作原理荧光分光光度计是用于扫描液相荧光标记物所发出的荧光光谱的一种仪器。

其能供应包括激发光谱、发射光谱以及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等很多物理参数,从各个角度反映了分子的成键和结构情况。

通过对这些参数的测定,不但可以做一般的定量分析,而且还可以推断分子在各种环境下的构象变化,从而阐明分子结构与功能之间的关系。

荧光分光光度计的激发波长扫描范围一般是190~650nm,发射波长扫描范围是200~800nm。

可用于液体、固体样品(如凝胶条)的光谱扫描。

荧光分光光度计的原理:由高压汞灯或氙灯发出的紫外光和蓝紫光经滤光片照射到样品池中,激发样品中的荧光物质发出荧光,荧光经过滤过和反射后,被光电倍增管所接受,然后以图或数字的形式显示出来。

物质荧光的产生是由在通常情形下处于基态的物质分子吸取激发光后变为激发态,这些处于激发态的分子是不稳定的,在返回基态的过程中将一部分的能量又以光的形式放出,从而产生荧光。

不同物质由于分子结构的不同,其激发态能级的分布具有各自不同的特征,这种特征反映在荧光上表现为各种物质都有其特征荧光激发和发射光谱,因此可以用荧光激发和发射光谱的不同来定性地进行物质的鉴定。

在溶液中,当荧光物质的浓度较低时,其荧光强度与该物质的浓度通常有良好的正比关系,即IF=KC,利用这种关系可以进行荧光物质的定量分析,与紫外—可见分光光度法仿佛,荧光分析通常也接受标准曲线法进行。

超微量分光光度计的日常维护和保养超微量分光光度计是一类很紧要的分析仪器,常用于定量溶于缓冲液的寡核苷酸,单链、双链DNA,以及RNA。

利用分光光度法对物质进行定量定性分析的仪器,常用于核酸,蛋白定量以及细菌生长浓度的定量。

无论在物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境科学等科学讨论领域 ,还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门 ,紫外可见分光光度计督有广泛而紧要的应用。

超微量分光光度计是精密光学仪器,正确安装、使用和保养对保持仪器良好的性能和保证测试的精准度有紧要作用。

荧光分光光度计原理

荧光分光光度计原理

荧光分光光度计原理荧光分光光度计是一种用来测量物质荧光特性的仪器,它通过激发样品产生荧光,然后测量样品发出的荧光强度来分析样品的成分和结构。

荧光分光光度计原理的理解对于正确操作和数据解释至关重要。

首先,荧光分光光度计的原理基于样品受到激发光照射后发出的荧光现象。

当样品受到特定波长的激发光照射后,其内部原子或分子处于激发态,随后会发生非辐射跃迁,从而发出荧光。

荧光分光光度计利用荧光强度来定量分析样品中的成分,因此对激发光源和荧光检测器的选择十分重要。

其次,荧光分光光度计的原理还涉及荧光发射光谱的测量。

荧光分光光度计通过选择合适的激发波长和检测波长来测量样品发出的荧光光谱,从而获得样品的荧光特性信息。

这种原理的应用使得荧光分光光度计成为一种重要的分析仪器,在生物医学、环境监测、材料科学等领域有着广泛的应用。

另外,荧光分光光度计的原理还包括荧光强度的标定和校准。

在进行荧光分光光度计测量之前,需要进行荧光强度的标定和校准,以确保测量结果的准确性和可靠性。

荧光分光光度计的原理要求对仪器进行精确的校准,同时还需要考虑到样品的荧光特性和测量条件的影响。

最后,荧光分光光度计的原理还涉及到荧光强度与样品浓度或成分之间的关系。

通过建立荧光强度与样品浓度或成分之间的标准曲线,可以实现对样品中目标成分的定量分析。

这种原理的应用使得荧光分光光度计成为一种灵敏、快速、准确的分析方法。

总之,荧光分光光度计原理的理解对于正确操作和数据解释至关重要。

通过对荧光分光光度计原理的深入了解,可以更好地应用该技术进行样品分析和研究,为科研和实验工作提供有力的支持。

荧光分光光度计的基本原理

荧光分光光度计的基本原理

荧光分光光度计的基本原理荧光分光光度计(Fluorescence Spectrophotometer)是一种测量物质荧光强度的仪器。

它可用于分析、研究、检测生物分子的结构、功能和相互作用等领域,在生物学、化学、生物医学、制药等领域有着广泛的应用。

本文将介绍荧光分光光度计的基本原理及其测量过程。

荧光的基本原理荧光是自然界中一种常见的现象,指的是物质受到激发后放出的短波长光线,这种现象与物质的分子结构和化学成分有关。

当物质受到激发后,外部能量使得其激发态能量提高,分子内部发生跃迁,最终返回到基态时发出荧光。

荧光的光谱分布范围通常从400nm到750nm,与吸收光谱的重叠区有关。

荧光测量的原理荧光的强度与物质的分子结构、环境条件和激发波长等因素有关。

荧光分光光度计采用的测量原理是荧光分析,它通过激发光激发荧光,然后测量荧光发射的强度,从而分析样品中某种荧光物质的含量。

在荧光分析中,激发光的波长需要与目标荧光物质的吸收光谱重叠,以激发目标荧光物质的分子。

当荧光物质受到激发后,分子会从基态到激发态跃迁,然后辐射出相应的荧光。

荧光的强度与荧光物质的浓度成正比,因此可以通过测量荧光强度来计算荧光物质的浓度。

荧光强度的测量需要使用荧光分光光度计。

该仪器可以选择恰当的激发波长,测量荧光发射的强度,并将荧光强度转换为相应的荧光物质浓度值。

荧光分光光度计的组成及测量过程荧光分光光度计的组成包括光源、单色器、样品室、检测器和记录装置等。

在测量过程中,样品需放置在样品室内,通过调节激发光波长和荧光发射波长来测定样品中荧光物质的浓度。

荧光分光光度计的具体测量过程如下:1.设定激发波长:荧光分析中,激发波长需要与目标荧光物质的吸收光谱重叠,以激发目标荧光物质的分子。

通过调节单色器可以选择恰当的激发波长。

2.注入样品:样品通过样品室,可以防止激发光对测量的影响。

样品需要与激发波长重叠,并且需要稳定地放置在样品室内。

3.测量荧光强度:通过检测器测量样品产生的荧光强度。

荧光分光光度计-原理

荧光分光光度计-原理

分子荧光分析法发光光谱:物质分子或原子吸收辐射被激发后,电子以无辐射跃迁至第一电子激发态的最低振动能级,再以辐射的方式释放这一局部能量而产生的光谱称为荧光、磷光。

根据物质承受的辐射能量的大小与与辐射作用的质点不同,荧光分析法可分为以下几种:1. X射线荧光分析法用X射线作光源,待测物质的原子受激发后在很短时间内〔10-8s〕发射波长在X 射线X围内的荧光。

2. 原子荧光分析法:待测元素的原子蒸气吸收辐射激发后,在很短的时间内〔10-8s〕,局部将发生辐射跃迁至基态,这种二次辐射即为荧光,根据其波长可进展定性,根据谱线强度进展定量。

荧光的波长如与激发光一样,称为共振荧光。

荧光的波长比激发光波长长,称为stokes荧光;假如短,称为反stokes荧光。

3. 分子荧光分析法:有些物质的多原子分子,在用紫外、可见光〔或红外光〕照射时,也能发射波长在紫外、可见〔红外〕区荧光,根据其波长与强度可进展定性和定量分析,这就是通常的〔分子〕荧光分析法。

•根本原理一. 分子荧光的发生过程〔一〕分子的激发态——单线激发态和三线激发态大多数分子含有偶数电子,在基态时,这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中,成对自旋,方向相反,电子净自旋等于零:S=½+(-½)=0,其多重性 M =2S +1=1 (M 为磁量子数),因此,分子是抗〔反〕磁性的,其能级不受外界磁场影响而分裂, 称“单线态〞;图1 单线基态〔A 〕、单线激发态〔B 〕和三线激发态〔C 〕当基态分子的一个成对电子吸收光辐射后,被激发跃迁到能量较高的轨道上,通常它的自旋方向不改变,即ÄS=0,如此激发态仍是单线态,即“单线(重)激发态〞; 如果电子在跃迁过程中,还伴随着自旋方向的改变,这时便具有两个自旋不配对的电子,电子净自旋不等于零,而等于1: S=1/2+1/2=1 其多重性: M=2S+1=3 即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂,这种受激态称为“三线(重)激发态〞;“三线激发态〞 比 “单线激发态〞 能量稍低。

原子荧光分光光度计的原理

原子荧光分光光度计的原理

原子荧光分光光度计的原理首先,我们需要了解荧光的基本原理。

当一个固体、液体或气体受到激发时,其处于激发态的物质会吸收能量。

当它们从激发态退回到低能量态时,会释放出能量,并发出特定的光。

这个过程称为荧光发射。

而能量差就对应着特定的波长,这就是原子荧光分光光度计原理的基石。

在原子荧光分光光度计中,物质样品首先通过气相或液相进入至热容器中,在高温的条件下被雾化、蒸发或分解。

接着,物质被这些过程而产生的激发态原子利用高能光激发至多激发态。

然后,使用第一次激发获得的能量来执行第二次、第三次原子激发,将其激发至更高的激发态。

这种过程称为级联激发。

这些高激发态原子会在一定时间内保持激发态,然后通过自发发射的方式退回到较低的能量态。

这个过程就产生了荧光。

原子荧光发射的峰值波长与元素的性质密切相关。

因此,测量元素的荧光发射光谱可用于确定物质含量。

测量荧光强度和荧光光谱的方法有许多种。

其中,最常用的是荧光强度测量法。

在荧光强度测量法中,原子荧光分光光度计主要包括激发光源、荧光辐射输出光束的谱仪、检测器和数据处理系统。

该方法的原理是,首先选择适当的激发波长,激发样品中的原子进入激发态。

接着,测量荧光发射光谱,通过荧光峰的强度来分析检测元素的浓度。

在实际操作中,激发源通常是一根气体放电管。

气体放电管通过通入高压氮气,产生电弧放电。

这个电弧放电可以产生高温、高能量电子,使荧光发射过程更加高效。

荧光辐射输出光束的谱仪通常通过光栅或衍射光栅来分析发射光。

光栅可将荧光光束中的不同波长通过光栅的色散效应进行分离,然后通过检测器进行检测。

最常用的是光电离检测器和光电倍增管。

数据处理系统用于控制测量设备,并记录和分析测量结果。

通过与已知浓度的标准溶液进行比较,可以计算出待测样品中元素的浓度。

总结来说,原子荧光分光光度计的原理是利用物质被激发后发出的荧光,通过荧光发射光谱的特点进行元素分析。

具体来说,它通过适当的激发波长来激发样品中的原子,然后测量荧光发射的光谱和强度,通过与标准溶液比较得出元素的浓度。

原子荧光分光光度计的原理

原子荧光分光光度计的原理

原子荧光分光光度计的原理1.原子激发:首先,样品中的原子被光源中的光子激发。

光源通常使用空气-氧乙炔火焰或电感耦合等离子体(ICP)等。

火焰中的能量来自于氢气和乙炔的燃烧,产生高温和高压的条件,使得原子能级跃迁的能量变得可行。

ICP使用高频电源产生电磁场,使氩气离子化,形成等离子体,并产生高温和高能的原子激发。

2.原子荧光:原子在激发态的能级上停留的时间非常短暂,通常在纳秒量级,然后从高激发态退回到基态。

在这个过程中,原子会发出荧光辐射。

荧光发射的波长和强度与元素的特征有关,每个元素具有唯一的光谱“指纹”,可以用来识别和定量分析。

3.分光光度计:在荧光发射过程中,原子产生的荧光光子以球面波的方式向四面八方传播。

为了测量和分析荧光光子的波长和强度,需要使用分光光度计。

分光光度计将荧光光子引导到光学器件(例如光栅或玻璃棱镜)中,在光学器件中,不同波长的光经过衍射和干涉效应后,被分离成谱线。

4. 探测器:分光光度计将分离后的荧光谱线引导到探测器上进行测量。

探测器通常是光电二极管(photodiode)或光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)。

荧光光子在探测器上产生光电效应,产生电流信号。

电流信号的强度与荧光光子的强度成正比。

5.数据分析和结果处理:探测器输出的电流信号经过放大和数字化后,可以通过计算机进行数据处理和分析。

通过比较样品信号和标准品信号,可以定量分析样品中元素的含量。

总之,原子荧光分光光度计的原理是将样品中的原子激发后,产生的原子荧光辐射通过分光光度计分离成谱线,然后使用探测器测量荧光光子的强度。

通过分析荧光光子的波长和强度,可以实现元素的定量分析。

这种分析技术具有较高的选择性、灵敏度和准确性,广泛应用于化学、环境、生物、地质等领域的分析实验中。

荧光分光光度计的原理

荧光分光光度计的原理

荧光分光光度计的原理宝子们,今天咱们来唠唠荧光分光光度计这个超酷的仪器的原理呀。

你看啊,在我们周围的世界里,有好多东西都会发荧光呢。

就像咱们在那种很酷炫的酒吧或者舞台上看到的那些荧光棒,一折一摇就亮闪闪的,这其实就有点和荧光分光光度计能检测到的荧光现象沾边啦。

那这个仪器到底咋回事呢?其实啊,荧光这个东西呢,是物质分子吸收了一定波长的光之后,就像吃了能量小药丸一样,然后它变得特别兴奋,就会发射出另外一种波长的光。

这就好比一个人吃了某种超级食物,然后就活力四射,开始做一些特别的事情一样。

荧光分光光度计就是专门捕捉这种荧光信号的小能手。

它里面有个光源,这个光源就像一个超级手电筒,能发出特定波长的光。

这个光呢,照到咱们要检测的样品上。

样品里那些能发荧光的分子就开始“激动”起来啦。

它们吸收了这个光的能量,然后就开始发出自己独特的荧光。

这里面啊,不同的物质发出来的荧光是不一样的呢。

就像每个人都有自己独特的个性一样。

有些物质发出来的荧光可能是明亮的绿色,有些可能是柔和的蓝色,还有些可能是神秘的紫色。

这些不同颜色的荧光对应的就是不同的波长哦。

那这个仪器怎么知道这些荧光的具体情况呢?它有个超级精密的检测系统。

这个检测系统就像一个特别敏锐的小耳朵,能听到那些荧光发出的“声音”,其实就是检测到荧光的强度和波长啦。

它会把这些信息收集起来,然后告诉我们这个样品里到底有哪些东西在发荧光,发的荧光有多强。

比如说,在生物科学里,科学家们可能会用荧光分光光度计来检测细胞里的一些特殊分子。

细胞里那些小小的分子,就像一个个小秘密一样。

当用这个仪器一照一检测,那些发荧光的分子就暴露出来啦。

就像在黑暗里用手电筒一照,那些隐藏的小宝贝就被发现了一样。

再说说在化学领域吧。

有些化学物质混合在一起的时候,可能会发生一些很奇妙的反应,产生新的能发荧光的物质。

荧光分光光度计就可以把这些新产生的荧光物质检测出来。

它就像一个化学世界里的侦探,能找到那些隐藏在复杂反应中的小线索。

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分子荧光分析法发光光谱:物质分子或原子吸收辐射被激发后,电子以无辐射跃迁至第一电子激发态的最低振动能级,再以辐射的方式释放这一部分能量而产生的光谱称为荧光、磷光。

根据物质接受的辐射能量的大小及与辐射作用的质点不同,荧光分析法可分为以下几种:1. X射线荧光分析法用X射线作光源,待测物质的原子受激发后在很短时间内(10-8 s)发射波长在X 射线范围内的荧光。

2. 原子荧光分析法:待测元素的原子蒸气吸收辐射激发后,在很短的时间内(10-8 s),部分将发生辐射跃迁至基态,这种二次辐射即为荧光,根据其波长可进行定性,根据谱线强度进行定量。

荧光的波长如与激发光相同,称为共振荧光。

荧光的波长比激发光波长长,称为stokes荧光;若短,称为反stokes荧光。

3. 分子荧光分析法:有些物质的多原子分子,在用紫外、可见光(或红外光)照射时,也能发射波长在紫外、可见(红外)区荧光,根据其波长及强度可进行定性和定量分析,这就是通常的(分子)荧光分析法。

•基本原理一. 分子荧光的发生过程(一)分子的激发态——单线激发态和三线激发态大多数分子含有偶数电子,在基态时,这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中,成对自旋,方向相反,电子净自旋等于零:S=½+(-½)=0,其多重性M=2S+1=1 (M 为磁量子数),因此,分子是抗(反)磁性的,其能级不受外界磁场影响而分裂,称“单线态”;图1 单线基态(A)、单线激发态(B)和三线激发态(C)当基态分子的一个成对电子吸收光辐射后,被激发跃迁到能量较高的轨道上,通常它的自旋方向不改变,即ÄS=0,则激发态仍是单线态,即“单线(重)激发态”;如果电子在跃迁过程中,还伴随着自旋方向的改变,这时便具有两个自旋不配对的电子,电子净自旋不等于零,而等于1:S=1/2+1/2=1 其多重性:M=2S+1=3 即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂,这种受激态称为“三线(重)激发态”;“三线激发态” 比“单线激发态” 能量稍低。

但由于电子自旋方向的改变在光谱学上一般是禁阻的,即跃迁几率非常小,只相当于单线态→单线态过程的10-6~10-7。

(二)分子去活化过程及荧光的发生:(一个分子的外层电子能级包括S0(基态)和各激发态S1,S2,…..,T1…..,每个电子能级又包括一系列能量非常接近的振动能级)处于激发态的分子不稳定,在较短的时间内可通过不同途径释放多余的能量(辐射或非辐射跃迁)回到激态,这个过程称为“去活化过程”,这些途径为:1. 振动弛豫:在溶液中,处于激发态的溶质分子与溶剂分子间发生碰撞,把一部分能量以热的形式迅速传递给溶剂分子(环境),在10-11~10-13 秒时间回到同一电子激发态的最低振动能级,这一过程称为振动弛豫。

图2 分子吸收和发射过程的能级图2. 内转换:当激发态S2的较低振动能级与S1的较高振动能级的能量相当或重叠时,分子有可能从S2的振动能级以无辐射方式过渡到S1的能量相等的振动能级上,这一无辐射过程称为“内转换”。

(“ 内转换”过程同样也发生在三线激发态的电子能级间)3. 外转换:激发态分子与溶剂分子或其他溶质分子相互作用(如碰撞)而以非辐射形式转移掉能量回到基态的过程称“外转换” 。

4.系间跨跃:当电子单线激发态的最低振动能级与电子三线激发态的较高振动能级相重叠时,发生电子自旋状态改变的S—T 跃迁,这一过程称为“系间跨跃” 。

(含有高原子序数的原子如Br2、I2 的分子中,由于分子轨道相互作用大,此过程最为常见。

)5. 荧光发射:当激发态的分子通过振动驰豫—内转换—振动驰豫到达第一单线激发态的最低振动能级时,第一单线激发态最低振动能级的电子可通过发射辐射(光子)跃回到基态的不同振动能级,此过程称为“荧光发射”。

如果荧光几率较高,则发射过程较快,需10-8秒。

(它代表荧光的寿命)由于不同电子激发态(S)的不同振动能级相重叠时,内转换发生速度很快(容易),在10-11~1013秒内完成,所以通过重叠的振动能级发生内转换的几率要比由高激发态发射荧光的几率大的多,因此,尽管使分子激发的波长有短(λ1)有长(λ2),但发射荧光的波长只有λ3(>λ1>λ2)。

6. 磷光发射:第一电子三线激发态最低振动能级的分子以发射辐射(光子)的形式回到基态的不同振动能级,此过程称为 “磷光发射”。

(磷光的波长λ4较荧光的波长λ3稍长,发生过程较慢 约 10-4~10s )由于三线态 — 单线态的跃迁是禁阻的,三线态寿命比较长,(10-3~10s 左右),若没其它过程同它竞争时,磷光的发生就有可能;由于三线态寿命较长,因而发生振动弛豫及外转换的几率也高,失去激发能的可能性大,以致在室温条件下很难观察到溶液中的磷光现象。

因此,试样采用液氮冷冻降低其它去活化才能观察到某些分子的磷光。

总之:处于激发态的分子,可以通过上述不同途径回到基态,哪种途径的速度快,哪种途径就优先发生。

如果—发射荧光使受激分子去活化过程与其他过程相比 较快,则荧光发生几率高,强度大。

如果—发射荧光使受激分子去活化过程与其他过程相比 较慢,则荧光很弱或不发生。

(三)荧光量子效率:物质发射荧光的光子数与吸收激发光的光子数的比值。

吸收激发光的光子数发射荧光的光子数=Φ (1) Φ 数值在 0~1 之间。

他的大小取决于物质分子的化学结构及环境(t 0c 、pH 、溶剂等)。

二. 激发光谱与荧光(发射)光谱1. 激发光谱:将激发荧光的光源用单色器分光,连续改变激发光波长,固定荧光发射波长,测定不同波长激发光下物质溶液发射的荧光强度(F ),作F —λ光谱图称激发光谱。

从激发光谱图上可找到发生荧光强度最强的激发波长λex ,选用 λex 可得到强度最大的荧光。

2. 荧光光谱:选择λex 作激发光源,用另一单色器将物质发射的荧光分光,记录每一波长下的 F ,作 F- λ 光谱图称为荧光光谱。

荧光光谱中荧光强度最强的波长为 λem 。

λex 与 λem 一般为定量分析中所选用的最灵敏的波长。

三. 荧光与分子结构的关系1. 分子结构与荧光具有 π、 π 及 n 、 π 电子共轭结构的分子能吸收紫外和可见辐射而发生 π -π* 或 n - π* 跃迁,然后在受激分子的去活化过程中发生 π*- π或 π*- n 跃迁而发射荧光。

发生 π - π* 跃迁分子,其摩尔吸光系数(å)比 n - π* 跃迁分子的大100—1000倍,它的激发单线态与三线态间的能量差别比 n - π* 的大的多,电子不易形成自旋反转,体系间跨越几率很小,因此, π - π* 跃迁的分子,发生荧光的量子效率高,速率常数大,荧光也强。

所以——只有那些具有 π- π 共轭双键的分子才能发射较强的荧光;π 电子共轭程度越大,荧光强度就越大( λex 与 λem 长移)大多数含芳香环、杂环的化合物能发出荧光,且 π 电子共轭越长, Φ 越大。

2. 取代基对分子发射荧光的影响(1)(苯环上)取代 给电子基团,使 π 共轭程度升高 荧光强度增加:如–CH 3,–NH 2 ,–OH ,–OR 等。

(2) (苯环上)取代吸电子基团,时荧光强度减弱甚至熄灭:如: ,–COOH ,–CHO , –NO 2 ,–N=N –。

(3)高原子序数原子,增加体系间跨越的发生,使荧光减弱甚至熄灭。

如:Br ,I 。

3. 共面性高的刚性多环不饱和结高的分子有利于荧光的发射。

例如:荧光素呈平面构型,其结构具有刚性,它是强荧光物质;而酚酞分子由于不易保持平面结构,故而不是荧光物质。

• 溶液的荧光强度一.荧光强度与溶液浓度的关系荧光是由物质吸收光能后发射而出,因此,溶液的荧光强度 F 和溶液吸收光能的程度以及物质的荧光频率有关:F ∝(I 0-I t )→ F = K ’(I 0-I t ) (2) K ’ 为常数,取决于荧光物质的量子效率Φ,根据L —B 定律:bct I I ε-=100bc t I I ε-⋅=100所以 F = K’ ( I 0-I 010-εbc ) = K’ I 0 ( 1-10-εbc ) = K’ I 0 ( 1-e -2.303εbc ) (3) 将式中 e -2.303εbc 展开,得)!3)303.2(!2)303.2(303.2('320 ++-=bc bc bc I K F εεε (4) 当 2.303εbC ≤ 0.05 时(浓度很小,溶液较稀时),上式括号内第一项以后的各项均可忽略不计,所以:F = K’I 02.303εbc (5)对于一荧光物质的稀溶液,当 I 0 及 b 一定时,F = K·c (6)即在低浓度(2.303εbc ≤ 0.05)时,溶液的荧光强度与荧光物质的浓度呈(线性)正比关系。

二. 定量分析方法1. 工作曲线法:配制一系列浓度梯度的待测物的标准溶液,同空白溶液,使样经过相同的处理之后分别测定荧光强度:F s 、F 0、F x ,然后作( F s - F 0)— c 曲线,根据(F x –F 0),从工作曲线上求得待测物的浓度(或含量)。

2. 直接比较法 :如果荧光物质溶液的工作曲线通过原点,就可选择其线性范围,用直接比较法进行测定:F s¯F 0 = Kc S , F x¯F 0 = Kc x s s x x c F F F F c ⋅-==0 (7) 三. 影响荧光强度的外界因素1. 激发光源:一般选用λex 最大但对某些易感光、易分解的荧光物质,尽量采用长波长,低 I 0 及短时间光照2. 温度:大多数分子在温度升高时,分子与分子之间,分子与溶剂分子之间的碰撞频率升高,非辐射能量转移过程升高,Φ 降低,因此,降低温度,有利于提高 Φ 。

3. 溶液的 pH :带有酸性或碱性环状取代基的芳香组化合物的荧光一般都与 pH 值有关,有些化合物在离子状态时不显荧光。

为此,在用荧光强度进行定量测定时,严格控制溶液pH值是非常重要的。

4. 溶剂:对π—π共轭的荧光物质在极性溶剂中,∆E 减小↓→跃迁几率升高↑→Φ↑(波长长移)溶剂粘度↓→Φ↓5. 内滤:当荧光波长与荧光物质或其它物质的吸收峰相重叠时,将发生自吸收使荧光物质的荧光强度下降,此现象称“内滤” 。

6. 散射光的影响(溶剂的二种散射)(1)瑞利散射光:物质(溶剂或其它分子)分子吸收光能后,跃迁到基态的较高振动能级,在极短时间(10-12s)返回到原来的振动能级并发出和原来吸收光相同波长的光,这种光称为瑞利散射光。

(2)拉曼散射光:物质分子吸收光能后,若电子返回到比原来能极稍高(或稍低)的振动能级而发射的光称为拉曼散射光。

瑞利散射光波长与激发光波长相同,拉曼散射与激发光波长不同,而荧光物质的荧光波长与激发光波长无关,因此可以通过选择适当的激发波长将拉曼散射光与荧光分开。

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