荧光光谱分析技术概述

荧光光谱分析技术概述....................................................................................................................... 1荧光光谱分析原理.1 ................................................................................................................................... 4荧光分析法.2 ........................................................................................................................ 4定性分析法.2.1

4 ......................................................................................................................... 2.2定量分析法

荧光光谱分析原理1光谱法是辐射能与物质组成和结构的相光学分析法

分为光谱法和非光谱法，不涉及能级跃非光谱法不包含物质内能的变化，互作用，以光谱的出来为基础，迁，而是辐射方向和物理性质的改变。

光学分析方法分类

1表分析法特征具体方法

射线荧光光谱、分子荧X光谱法原子发射光谱、原子荧光光谱、光的发射光光谱、分子磷光光谱、化学发光、电子能谱、俄歇电子能谱射线原子吸收光谱、紫外-可见分光光度法、红外光谱、X光的吸收吸收光谱、核磁共振光谱、电子自旋共振光谱、光声光谱拉曼光谱光的散射

比浊法、散射浊度法光的散射非光谱法

折射法、干涉法光的折射

X射线衍射、电子衍射光的衍射

旋光色散法、偏振法、圆二向色法光的转动

, 光波愈短荧光发光机理可按量子理论通俗解释: 光具有波动、粒子二重性,

当某些物质受到紫外线或较短波长其光子能量愈强; 反之波长愈长其能量则弱。当, , 吸收了全部或部分光能量, 使其分子的能级升高而处于亚稳定状态光照射其中一部分化为热量, , 这些分子就会立即释放多余的能量恢复到稳定的基态时因为有部分能, 向基态跃迁时是以“光”形式释放而消失。但对某些物质而言, 光波愈, 量被消耗所以重新发出的光能量总比吸收的能量要小。由于能量愈小, , 所以物质所激发的荧光总比照射它的光波要长。磷光的能量较荧光还要小长, 这就是两者的区别。寿命可达数小时之久所以它的波长比荧光要长, ,

如果物质的分子吸收了紫外和可见区电磁辐射后，它的电子能跃迁至激发本身又回复到基态如果吸收辐然后以热能的形式将这一部分能量释放出来，态，再发射的波射能后处于电子激发态的分子以发射辐射的方式释放这一部分能量，

长可以同分子所吸收的波长相同，也可以不同，这一现象称为光致发光。最常见的两种光致发光现象是荧光和磷光。这两种光致发光的机理不同，荧光发光过程

-3s-10s的时间间隔。而磷光则往往能延续10因在激发光停止后10s内停止发光，此，可通过测定发光寿命的长短来区分荧光和磷光。

一些化学物质从外界吸收并储存能量而进入激发态，当其从激发态再回复到基态时，过剩的能量以电磁辐射的形式放射(即发光)称之为荧光。可产生荧光的分子

或原子在接收能量后即刻引起发光，当激发光停止照射后，发光过程几乎立即停止。由化学反应所引起的荧光称为化学荧光，由光激发所引起的荧光称为光致荧光。

按产生荧光的基本微粒的不同，荧光可分为原子荧光、X射线荧光和分子荧光。原子外层电子吸收电磁辐射后，由基态跃迁至激发态，在回到较低能态或基态时，发射出一定波长的辐射，即原子荧光。原子荧光又可分为共振荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、反斯托克斯荧光和敏化荧光。通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激发下所产生的荧光强度来测定待测元素含量的方法称为原子荧光光谱法。

用初级X射线激发原子内层电子所产生的次级X射线称为X射线荧光。基于测量X射线荧光的波长及强度以进行定性和定量分析的方法称为X射线荧光分析法。

处在基态的物质分子吸收激发光后跃迁到激发态，这些激发态分子在因转动、振动等损失一部分激发能量后，以无辐射跃迁下降到低振动能级，再从低振动能级下降到基态，在此过程中，激发态分子将以光的形式释放出所吸收的能量，称之为分子荧光，即通常所说的荧光。

由于物质分子结构不同，所吸收光的波长和发射的荧光波长也有所不同。利用这个特性，可以定性鉴别物质。同一种分子结构的物质，用同一波长的激发光照射，可发射相同波长的荧光。若该物质的浓度不同，则浓度大时，所发射的荧光强度亦强，利用这个性质可以进行定量测定。以物质发射的荧光强度与浓度之间的线性关系为依据进行定量分析及以荧光光谱的形状和荧光峰对应的波长进行定性分析的方法称为荧光分析法，也称作分子荧光光谱法或荧光光谱法。

在荧光分析中，将荧光分为自然荧光和人工荧光两种。自然荧光又称一次荧光、自发荧光、自体荧光或原发荧光，是指某些物质勿需经过处理，当受到激发光照射就能产生荧光的现象。人工荧光又称二次荧光、继发荧光、染色荧光，是指某些物质必须经过化学处理才能被激发产生荧光的现象。本文所述荧光为自然荧光。．

荧光物质产生荧光的过程可分为四个步骤：

处于基态最低振动能级的荧光物质分子受到紫外线的照射后，吸收了和它①所具有的特征频率相一致的光线，从而跃迁到第一电子激发态的各个振动能级。

被激发到第一电子激发态的各个振动能级的分子，通过无辐射跃迁，降落②到第一电子激发态的最低振动能级。

降落到第一电子激发态的最低振动能级的分子，继续降落到基态的各个不③同振动能级，同时发射出相应的光量子，即荧光。

到达基态的各个不同振动能级的分子，再通过无辐射跃迁最后回到基态的④最低振动能级。