激光诱导荧光LIF

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激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术

激光诱导荧光(LIF)检测作为目前灵敏度最高的 检测技术,在生物、化学、医学等领域应用广泛。 激光光束的高汇聚性使其非常适合于微区检测, LIF 成为微型化仪器和电泳芯片中应用最普遍的 检测手段。另外,许多能发自然荧光环境样品和 生物样品,通过衍生技术进行荧光检测,因而 LIF 成为检测的首选技术。
液体LIF
气体LIF 燃烧LIF 测量物质
平面激光诱导荧光技术
举例:示踪平面LIF技术
采用YAG激光器的倍频 532nm激光作为激发源。由 于自然界中只有某些特殊的高 分子有机染料分子可以被
532nm激光激发而发出荧光,
人们就用这种有机染料分子作 为示踪物质加入到所要研究的 流场中,观察并测量荧光信号 的性质。
平面激光诱导荧光技术
研究LIF主要课题组
研究课题组 主要研究领域及成就
Dovichi N. J.
Soper S. A. Issaq H. J.
发明了壳流检测池,随后的LIFD单分子检测都是在此基 础上完成的,对LIFD的应用作出了卓越贡献。
主要研究领域包括:荧光探针、分子生物学、微分析仪器 等,较多采用近红外激光诱导荧光监测器。 毛细管电泳协会的创始人之一。在激光诱导荧光检测方面 主要从事紫外激光诱导荧光检测。
平面激光诱导荧光技术
PLIF检测原理图
平面激光诱导荧光技术
PLIF优点
高空间分辨:可达到微米量级。 快速时间响应:时间分辨最高可达纳秒量级,可对自由基 等瞬态物质寿命进行检测。 高灵敏度:探测下限最高可达106个粒子/cm3。 干扰小:通过激光激发,而不涉及接触式的探针等器件, 对等离子体,燃烧等干扰相对较小。
平面激光诱导荧光技术
可见光波长的红绿蓝激光 (635nm,532nm,445nm)

荧光测温资料整理

荧光测温资料整理

微流动中双色激光诱导荧光测温双色激光诱导荧光测温是一种非接触式温度测量的方法。

其对目前科学研究和工程上诸多涉及流体工质温度场、浓度场等方面的实时在线测量具有重要意义。

激光诱导荧光法(LIF)可以在实现非接触式测量的同时快速、高精度地对溶液温度进行测量。

本文对温度敏感荧光颜料罗丹明B和温度不敏感颜料101的混合水溶液的激光诱导荧光特性进行研究,并利用其混合溶液荧光强度随温度的变化特性发展了一种温度测量法,同时进行了理论上的改进,使得实际测量可以有更灵活的选择。

近几年来微流动系统和理论的发展对微流动系统中温度场、速度场等的精确测量提出了新的要求。

精确的对微通道中流动参数的测量对工业设计的优化、效率的提高、方案的可行性具有重要的意义。

同时,科学研究和工程上诸多涉及流体的场合都需要对流体工质的温度或浓度等标量参数有一个清晰地把握,同时要求实际测量过程能够实时在线进行,并且不会对流动结构及温度场造成影响。

为了实现上述目的,非接触式测量担当起了重要的角色,而近年来发展起来的激光诱导荧光法作为一种流场成像技术尤为引人注意。

然而,几种用在大尺度上的温度测量的方法直接用在微通道中是不适宜的。

因为在微通道中温度的消散速度相比于大通道是非常快的,其具有很高的热传递效率。

这样就造成了无法用大通道中的测量方法来精确测定微通道中的温度梯度。

激光诱导荧光法测温原理一般而言,当一束激光穿过试样溶液时,激发出的荧光强度会受到激发光沿程衰减和荧光自吸收的影响。

按照比尔-朗伯定律,荧光强度可以表示为:LC A I I f ϕε0=其中,为激发光强度,A 是探测到的荧光占总发射荧光的百分数,是荧光量子产率,为摩尔吸收系数,是激光穿过溶液的长度,C 是溶液浓度。

对于同一次实验来说,当系统光路固定后,上述各因子中,A 和L 就固定了,这两个因子的乘积可以用一个光路系统因子Kopt 来表示。

而激发光强度则会有略微波动,这取决于激光器自身的功率稳定度。

激光诱导荧光检测器系统的构建1

激光诱导荧光检测器系统的构建1
Keywords:laser induced fluorescence detector, high performance liquid chromatography, confocal optics, diode laser, Z-type reflective flow cell
第一章
生命科学的迅速发展对分析仪器的检测灵敏度提出了更高的要求,对生命现象的研究必须深入到单细胞或单分子水平。通过对单分子光谱性质的测量,可以实现对化学反应的途径进行实时监测,特别是对生物大分子进行探测,以提供分子结构与功能之间的信息。单分子检测(single molecules detection,SMD)是分析化学家长期以来一直梦寐以求的一项富有挑战性的前沿领域,达到了分子检测灵敏度的极限,是超低含量物质检测技术的最后一个里程碑。
第三章在剖析激光诱导荧光检测器各组成光学元件功能的基础上,确定了所研制LIFD的光学元件,包括MBL-Ⅱ蓝光激光器、DM490二色镜、GCO-2112聚光及荧光采集物镜、LP 510长通滤光片及BP 525带通滤光片、GCL-0106622双胶合消色差透镜、CR131光电倍增管。
第四章针对普通检测池只能采集所发射单侧球面荧光信号,而另半球面荧光信号未被采集的缺点,设计了反射式Z-型检测池,使与采集光路反方向的荧光信号经反射镜反射而进入到荧光采集系统,从而提高了荧光信号的采集效率,进而使LIFD的检测灵敏度大幅提高。
关键词:激光诱导荧光检测器,高效液相色谱,共聚焦光学,二极管激光器,Z-型反射式检测池
Laser-induced fluorescencedetector (LIFD)is one of the most sensitive detection modes in chemical andbiologicalseparations. In addition, it is well-suitedfordetection in small volumes, and is widely usedinhigh performance liquid chromatography (HPLC), micro-column liquid chromatography (Micro-LC), capillary electrophoresis (CE)and other separations. The key to achieve the best sensitivity is the ability to maximize signal while minimizebackground sources.In this study, solid-state diode laser was used as the excitation source, and confocal optical configuration was applied. Furthermore, a reflective mirror was installed in the flow cell, which could reflect the deviated fluorescent signal to the optical collection system, so as to improve the collection efficiency of fluorescent signal. Meanwhile, a long pass filter coupled with a band pass filter was applied to minimizebackground sources. Finally, a LIFD detection system suitable for HPLC was established. The main researches and conclusions are as follows.

叶绿素的测量方法

叶绿素的测量方法

叶绿素的测量方法叶绿素是植物和浮游生物体内的一种绿色色素,具有光合作用和光合细菌中也存在这种色素。

叶绿素对于生物体内的光合作用非常重要,因此对于叶绿素的测量方法,一直是科学研究和工程应用中的重要问题。

本文将介绍叶绿素的几种常用测量方法,旨在通过详细的介绍和分析,使读者对叶绿素的测量方法有更为全面深入的了解。

一、光学吸收法1.常用紫外-可见分光光度计法(UV-Vis)光学吸收法是一种广泛使用的叶绿素测量方法之一。

通过利用叶绿素对特定波长光的吸收特性,可以测量叶绿素的浓度。

常用的是紫外-可见分光光度计法(UV-Vis)。

通过用叶绿素标准溶液构建标准曲线来测定待测叶绿素溶液的浓度,精确、快速、准确。

2.高效液相色谱法(HPLC)高效液相色谱法(HPLC)是一种专业的叶绿素测量方法,对于复杂样品的分离和测量更加准确。

利用HPLC技术,可以进一步分析不同种类的叶绿素和其同系物的含量。

二、荧光法1.光诱导荧光法(PAM)光诱导荧光法(PAM)是一种基于叶绿素光合效率的测量方法。

通过测量叶绿素在光合作用过程中释放的荧光信号,可以快速、准确地评估叶绿素的光合活性和健康状态。

2.激光诱导荧光法(LIF)激光诱导荧光法(LIF)是利用激光激发样品后产生的荧光信号来测量叶绿素含量和活性的一种方法,具有高灵敏度和高空间分辨率。

三、生物化学法1.粉末化学法粉末化学法是通过将叶绿素样品制成粉末,再用特定的溶剂提取叶绿素进行测定的方法。

这种方法操作简单,适用于对叶绿素的快速测量。

2.超声波破碎法超声波破碎法利用超声波的作用,能够快速破碎植物细胞壁,并释放出细胞内的叶绿素。

该方法操作简单、高效。

以上所述的叶绿素测量方法只是其中的几种常用方法,随着科技的不断发展,还有许多新的测量方法不断涌现。

在实际的应用中,根据需求和样品的特性选择合适的测量方法至关重要。

希望本文所介绍的叶绿素测量方法能够为相关研究和实际应用提供参考。

激光诱导荧光光谱技术

激光诱导荧光光谱技术
No. 12
应用
(3)燃烧系统中的应用
测量温度、粒子浓度等。LIF方法在火焰中粒子 浓度的测量包括: ① 瞬态自由基粒子的测量。瞬态自由基是燃烧中的 反应中间体,如OH等。 ② 污染粒子测量,用于对污染物的控制与排放,常 见的污染粒子有NO、CO、NO2、SO2等分子, LIF方法的空间与时间的分辨测量有助于深入理解 燃烧过程中这些粒子形成的机理。 ③ 金属粒子的测量,如Na、K、NaS等。
No. 11
应用
(2)水质监测
LIF 遥测系统以355 nm 激发波长的Nd-YAG晶体激 光器为激发光源, 脉冲宽度4 ns , 重复频率10Hz 。脉冲 激光通过卡塞格伦望远镜射入待测水体, 后向散射的荧光 进入望远镜, 使用光纤分为两路, 一路通过干涉滤光片, 光电倍增管测量作为水拉曼光强度, 另一路通过安装有中 心波长为355 、450 和685 nm 三块干涉滤光片的转轮, 以光电倍增管测量瑞利散射光、DOM 荧光和叶绿素a 荧光强度。测得的瑞利散射光、DOM 荧光和叶绿素a 荧光强度以水拉曼光强度进行归一化, 记为瑞利散射因子、 DOM 荧光因子和叶绿素a 荧光因子, 分别与水体浊度、 DOM 浓度和叶绿素a 浓度成线性正相关。
光学组件:光路调整,光路转换,过滤杂散光等作用。
样品池:气体密闭池、液体池。窗口与光路上不产生激发光的散射,
窗口与池壁不产生荧光、样品池的窗口通常作成布儒斯特角。
光电探测器:光电倍增管、光电二极管、电荷耦合器件CCD等。
信号处理模块:信号采集、分析、显示和处理, 根据信号控制激光
器、检测光路和光电探测器等模块, 实现在线分析、处理和信号优化。
处于高能态的分子不稳定,在一定时间内它会从高能态返 回到基态。在此过程中,分子会通过自发辐射释放能量发光而 产生荧光,这就是激光诱导荧光。

激光诱导荧光组成

激光诱导荧光组成

激光诱导荧光组成
激光诱导荧光(Laser-Induced Fluorescence, LIF)系统通常由以下几个主要部分组成:
1. 激励源:
-激光器:作为激发光源,产生方向性好、单色性强的激光照射样品以激发其荧光。

-光路调整组件:用于精确控制激光束的方向、强度和聚焦等特性。

2. 样品池或测量区域:
-气体密闭池或液体池:容纳待分析的样品,可以是固体颗粒悬浮液、气态或液态样品。

-窗口材料:采用能透过激发光与荧光的材料,并且在窗口表面设置成布儒斯特角以减少反射干扰。

3. 光学滤波与分离组件:
-滤光片:用于过滤掉激发光,只允许荧光通过,确保检测的是样品发出的荧光信号而非直接的激光散射或反射。

-分光器:如光栅或干涉滤光器,用于将发射的荧光按波长分散以便进行光谱分析。

4. 检测系统:
-光电探测器:如光电倍增管(PMT)、光电二极管(PD)或电荷耦合器件(CCD)相机,用于捕捉并转换荧光信号为电信号。

-高速采集系统:能够快速响应和记录荧光信号,特别适用于时间分辨荧光测量。

5. 信号处理模块:
-信号采集单元:收集光电探测器输出的电信号。

-信号分析与处理硬件/软件:对所采集的数据进行实时分析、显示和进一步处理,例如计算浓度、温度或其他物理化学参数。

6. 控制系统:
-控制激光器的开关、功率及扫描模式,以及整个系统的同步操作,实现在线分析和优化信号质量。

通过这些组成部分的协同工作,激光诱导荧光技术能够实现高分辨率、高灵敏度和快速响应的物质成分分析、动态过程监测等多种应用。

激光诱导光谱溶解氧 -回复

激光诱导光谱溶解氧 -回复

激光诱导光谱溶解氧-回复什么是激光诱导光谱溶解氧?激光诱导光谱溶解氧(Laser-Induced Fluorescence, LIF)是一种常用的分析技术,用于测量水体中的溶解氧浓度。

它通过激光器产生的高能量激光,照射到水体中的溶解氧分子上,激发其电子态,然后检测由这些激发态氧分子发出的特定波长的荧光。

通过测量荧光的强度和波长,可以确定水体中的溶解氧浓度。

这项技术可以应用于多种领域,包括环境科学、水质监测、生物医学等。

相比传统的溶解氧监测方法,激光诱导光谱溶解氧具有响应快速、准确度高、无需试剂等优势,因此广受欢迎。

那么,激光诱导光谱溶解氧是如何工作的呢?首先,需要一台激光器。

激光器产生的激光有单色性,这意味着它具有非常狭窄的波长范围,通常在纳米尺度。

例如,常用的激光器发出的激光波长为532纳米或635纳米。

接下来,激光被聚焦到水体中的样品上。

当激光照射到水体中的溶解氧分子上时,它们的电子被激发到激发态。

这些激发态氧分子在短时间内重新退激发回基态,发出特定波长的荧光。

这个特定波长的荧光与溶解氧浓度成正比。

在发出荧光的同时,一个光学系统会收集这些荧光,并将其传送到一个光谱仪。

光谱仪通过将荧光进行波长分离,并测量其强度,可以得到荧光强度和波长之间的关系。

然后,通过与预先标定的标准曲线进行比较,可以确定水体中的溶解氧浓度。

为了提高测量的准确度,一些因素需要被考虑。

例如,激光功率、样品温度和激光束的聚焦度等都可能影响到测量结果。

因此,在进行实际测量前,需要进行仪器校准,以确保结果的准确性。

激光诱导光谱溶解氧在各个领域都有广泛的应用。

例如,在环境科学中,它可以用于监测水体中溶解氧的变化,以评估水质状况。

在生物医学中,它可以用于监测生物体内的溶解氧浓度,以及相关的生理、病理过程。

总结一下,激光诱导光谱溶解氧是一种快速、准确的测量技术,可以用于测量水体中的溶解氧浓度。

通过激发溶解氧分子的电子态,并测量由其发出的荧光,可以得出溶解氧浓度的结果。

激光诱导荧光技术(LIF)的研究

激光诱导荧光技术(LIF)的研究

基于激光诱导荧光技术(LIF)的喷雾当量比特性研究 四、激光诱导荧光测试系统
基于激光诱导荧光技术(LIF)的喷雾当量比特性研究 四、激光诱导荧光测试系统
基于激光诱导荧光技术(LIF)的喷雾当量比特性研究
五、激光诱导荧光方法的应用
在燃烧系统中 L I F 法的应用,包括测量温度、 粒子浓度、燃料分布等方面。目前,LIF 法已成为 燃烧气流的化学与结构研究的重要手段。现对用激 光诱导荧光法测量发动机缸内混合气浓度进行说明。
在内燃机技术领域,激光诱导荧光试验研究燃烧,实现 了对燃烧过程的非侵入式观察。在 这 种 方 法 中利 用 单 色 性 好 、波 长 较 短 、能量较大的短脉冲激 光 使 某 种 分 子 或 原 子 激 发 ,测 量 由 激 发 态 返 回 基 态 时 发 出的荧光,便 可 以 计 算 该 成 分 的浓度 和温度分布。
基于激光诱导荧光技术(LIF)的喷雾当量比特性研究
参考文献:
多级旋流空气雾化喷嘴雾化特性及光学测试方法研究_刘存喜 复合激光诱导荧光定量标定技术及其_省略_应用_燃油喷雾当量比定量标 定方法_孙田 复合激光诱导荧光定量标定技术及其对柴油喷雾特性研究的应用_孙田 复合激光诱导荧光法在喷雾特性的研究进展_白原原 基于PLIEF技术两次喷射柴油喷雾结构和特性的定量研究_王卓卓 利用复合激光诱导荧光法对气相柴油喷雾温度场和浓度场的定量标定_ 郭红松 使用PLIEF技术对重型柴油机相_省略_柴油喷雾结构及其浓度场的定量研 究_郭红松 应用激光诱导荧光法研究直喷汽油机缸内混合气形成过程_马骁 用激光诱导荧光法测量GDI发动机缸内混合气分布_马骁 用激光诱导荧光法研究燃烧的最新进展_薛敏霞
基于激光诱导荧光技术(LIF)的喷雾当量比特性研究
五、激光诱导荧光方法的应用
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LIF测量原理一、光致发光物理基础发光可以定义为原子或分子从激发态到较低能态经历的辐射发射过程。

如果激发态是通过吸收入射辐射产生的,那么源于这种激发态的发射就称为光致发光。

1. 分子轨道理论根据分子轨道理论,两个原子轨道结合时既可以形成成键分子轨道(bonding molecular orbit),又可以形成反键分子轨道(anti-bonding molecular orbit)。

基态时分子中的电子占据成键轨道,有机分子中原子间电子云以头碰头形式形成的单键分子轨道叫做σ轨道,相应的电子叫σ电子;肩并肩形式形成的分子轨道叫π轨道,相应的电子叫π电子。

相应的反键轨道分别用σ*和π*表示。

另外还有很多物质还含有非键轨道(non-bonding electron),即未共用电子或孤电子对,用n表示。

当吸收一定能量后,一定能级之间的电子可发生下图所示的四种跃迁:σ->σ*、n->σ*、n->π*、π->π*。

σ* 反键轨道π* 反键轨道n 非键轨道π成键轨道σ成键轨道分子轨道及电子能级跃迁2. 单线态和三线态电子的自旋状态可以用自旋多重度表示,对于基态的原子,对于一个给定轨道中的两个电子,必定具有相反的自旋方向,因此自旋多重度总等于1,称为单线态;当一个电子被激发到能量较高的电子态时,激发态可能是单线态,也可能是三线态。

从单线态激发称为三线态的概率是相当低的,较单线态要低若干个数量级,三线态的寿命比单线态长得多。

3 激发光谱和发射光谱荧光现象属于光致发光,涉用到两种辐射,即激发光(吸收)和发射光,因而也都具有两种特征光谱,即激发光谱和发射光谱。

这是荧光定性和定量分析的基本参数及依据。

1)激发光谱通过测量荧光体的发光通量(即强度)随激发光波长的变化而获得的光谱,称为激发光谱。

激发光谱的具体测绘方法,是通过扫描激发单色器,使不同波长的入射光照射激发荧光体,发出的荧光通过固定波长的发射单色器而照射到检测器上,检测其荧光强度,最后通过记录仪记录光强度对激发光波长的关系曲线,即为激发光谱。

2) 发射光谱通过测量荧光体的发光通量随发射光波长的变化而获得的光谱,称为发射光谱。

其测绘方法,是固定激光发光的波长,扫描发射的光的波长,记录发射光强度对发射光波长的关系曲线,即为发射光谱。

物质的发射光谱也称为荧光光谱(或磷光光谱)。

3) 激发光谱和发射光谱的特征a 荧光发射光谱的形状与激发波长无关由于荧光发射是激发态的分子由第一激发单重态的最低振动能级跃迁回基态的各振动能级所产生的,所以不管激发光的能量多大,能把电子激发到种激发态,都将经过迅速的振动弛豫及内部转移跃迁至第一激发单重态的最低能级,然后发射荧光。

因此荧光光谱只有一个发射带,且发射光谱的形状与激发波长无关。

b 荧光激发光谱的形状与发射波长无关荧光发射的效率(称为量子产率)与激发光的波长无关,因此用不同发射波长绘制激发光谱时,激发光谱的形状不变,只是发射强度不同而已。

4. 荧光(或磷光)量子产率激发态分子的去激发包括两种过程,即无辐射跃迁过程和辐射跃进迁过程,辐射跃迁可发射荧光(延迟荧光)或磷光。

而有多少比例的激发分子发射出荧光(或磷光)呢?可以用荧光量子产率ΦF --有时也叫荧光效率或荧光产率(或磷光量子产率φP )表示。

φF 定义为:荧光物质吸光后所发射荧光的光量子数与所吸光的光量子数之比,即:吸收的光量子数发射的光量子数=F φ或吸收荧光的分子数发射荧光的分子数=F φ 许多吸光物质并不能发射荧光,这是因为激发态分子的去激发(去活)过程中,除发射荧光(磷光)外,还有无辐射跃迁过程与之竞争。

所以,荧光量子产率与其他各种过程的速率常数有关。

ΦF 可以表示为:∑+=i f fK K K F φ式中,ΣK i 为无辐射跃迁各种过程的速率常数之和,即ΣK i =K IC +K ISC +K Q [Q]。

从上式可以看出,凡是能使K f 值升高而使其它K i 值它降低的因素,都可以提高量子产量,增强荧光。

对于高荧光分子(如荧光素)来说,Φf 接近于1,说明该分子的K f 较大,ΣK i 相对于K f 不可忽略不计。

一般荧光物质Φf 小于1,不发荧光的物质K f 为0,Φf =0。

一般说来,K f 主要取决于化学结构(上节已叙述),K i 则主要取决于化学环境因素,同时也与化学结构有关。

从各种速率常数还可以得到荧光寿命τf:∑+=i f K K 1τ磷光的量子产率ΦP 与荧光最子产率相似。

5. 荧光强度与荧光物质浓度的关系荧光强度I f 正比于吸收光量(光强)I a 及荧光量子产率Φf :I f =I a Φf吸收的光量(光强)I a 应为入射光强I 0与透射光的光强I t 之差,即:I a = I 0-I t根据吸收定律(朗伯-比耳定律):bc t I I ε-⋅=100所以)1()101()(303.2000bc f bc f f f f a f e I I I I I I εεφφφφ---=-=-==式中,ε为摩尔吸光系数,b 为样品溶液光程(即液池厚度),c 为样品摩尔浓度。

当浓度c 很小,吸收光量不超过总光量2%时,05.0<bc ε(约为0.02),则展开式的高次项可忽略,即:bc e bc εε303.21303.2-=-所以:bc I I f f εφ0303.2=当I 0及b 一定时: I f =Kc上式表明,荧光强度与荧光物质的浓度成正比,这是荧光分析法是量分析的依据。

但是应该注意此式只适合于荧光物质的稀溶液,当c 较大,即05.0>bc ε时线性关系将受到破坏。

其原因是受激后激发态分子与体系中其他分子碰撞,使其以非辐射跃迁形式去激化(去活),产生荧光猝灭或者激发态分子所发射的荧光被没受激发分子吸收,而又因Φf 一般少于1所以发生所谓的“自吸收”现象而使荧光减弱。

6. 荧光的猝灭荧光的猝灭(熄灭)从广义上说,指的是任何可使某给定荧光物质的荧光强度降低的作用,或者任何可使荧光强度不与荧光物质的浓度呈线性关系的作用。

从狭义上说,指的是荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子之间的相互作用,导致荧光强度降低的现象。

与荧光物质发生相互作用而使荧光强度降低的物质称为猝灭剂,荧光猝灭的形式很多,机理也比较复杂。

猝灭主要有为下几种类型:1)碰撞猝灭M与猝灭剂分子Q相碰碰撞猝灭是荧光猝灭的主要类型之一。

它指的是处于激发单重态荧光分子*1M释放热量给环境以无辐射形式跃迁回基态,产生猝灭作用(这种猝灭也称动态猝灭)。

这一过撞,使*1程可以表示如下:碰撞猝灭效应随温度升高而增强,而随粘度增大而降低。

2)生成化合物的猝灭生成化合物的猝灭也称为静态猝灭,它指的是基态的荧光物质与猝灭剂反应生成非荧光化合物,导致荧光的猝灭,可用下式表示:从上式也容易推导出荧光强度与猝灭剂平衡浓度之间的关系式中(I f)0及(I f)q分别为加入猝灭剂Q之前及之后的荧光强度,C M为荧光物质的总浓度。

上式与动态猝灭的关系式一样,只是常数K的意义不同。

利用上面的关系式可以用于荧光猝灭法的定量分析。

3)能量转移猝灭当猝灭剂吸收光谱与荧光体的荧光光谱有重叠时,处于激发单重态的荧光体激发分子的能量就可能转移到猝灭剂分子上或者猝灭剂吸收了荧光体发射的荧光,使荧光猝灭,而猝灭剂被激发,这是俗称“内滤作用”。

可用下式表示:4)氧的猝灭O2可以说是荧光和磷光的最普遍存在的猝灭剂。

对于溶液磷光来说,氧的猝灭作用是十分有效的,它可以导致通常观察不到溶液的室温磷光现象。

而对于溶液荧光来说,不同荧光物质和同一荧光物质和同一荧光物质在不同的溶剂中,对氧的猝灭作用的敏感性有所不同。

氧对溶液荧光产生猝灭作用的原因比较复杂,还没有一个完整的确定说法,可能包含着多种机理。

有的认为可能是由于三重态的氧分子和激发单重态的荧光分子相互作用形成激发单重态的荧光分子相互作用形成激发单重态的氧分子和激发三重态的荧光分子所引起的,如下式表示:也有的认为氧和其它顺磁性物质一样,它们之所以会使荧光猝灭,是由于它们能够促进激发单重态的荧光分子的系间跨跃()以及提高荧光物质基态分子的系间吸收跃迁()的几率;还有的认为荧光猝灭是由于荧光物质受到氧化的缘故。

5)转入三重态的猝灭在“重原子效应”段落已经叙述,溴化物和碘化物都能产生“重原子效应”,促使荧光分子激发单重态转入激发三重态,导致荧光的猝灭。

上面也已提及氧的猝灭作用也可能是O2促使荧光体分子转入激发三重态所致。

6)荧光物质的自猝灭当荧光物质的浓度较大时,会使荧光强度降低,荧光强度与浓度不成线性关系,称为荧光物质的自猝灭。

自猝灭可能有如下几个原因:a 荧光物质分子之间的碰撞能量损失,这实际上是能量的外部转移形式。

b 荧光物质的自吸收,当荧光物质的吸收光谱与荧光发射光谱重叠时,会发生自吸收现象,处于S1激发态的分子发射的荧光被处于基态的分子所吸收,使荧光强度降低。

c 荧光物质分子的缔合。

某些荧光体分子处于基态时会形成二聚体或多聚体,或者激发态分子1与基态分子M形成激发态二聚体1(M*M)。

这些聚合物与荧光单体一般都会具有不同的荧光特性,有的使荧光强度降低甚至不发射荧光,有的使光谱发生变化。

此外,还有电荷转移猝灭,光化学反应猝灭等,不一一叙述。

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