静态荧光猝灭和动态荧光猝灭

荧光的猝灭解析

1 * 0
5
在猝灭剂存在的情况下： 1M*表示为：[1M*]，同理可得：
I a (k f ki )[ M ] k q [Q ][ M *] 0
1 * 1
Ia [ M ] k f ki k q [Q ]
1 *
式中kq为双分子猝灭过程的速率常数。
6
在猝灭剂不存在和存在的情况下，荧光量子产率分别为：
15
在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为实际的激态电荷转移配合物：
1
M Q M ...Q (M Q ) M Q hv
* 1 *

*
M ＋ Q ＋ KT
在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处
0 1 K SV [Q ]
式中：t为猝灭剂存在时测得的荧光寿命。由上所述，若以F0/F对[Q]作图得一直线，斜率为Ksv。
直观的看，1/ Ksv的数值等于50％的荧光强度被猝灭时猝灭剂的浓度。假如测定了猝灭剂不存在时的荧光寿命t0，便可根据kq t0=Ksv的关系求得双分子猝灭过程的速率常数kq。
（3）此外，由于碰撞猝灭只影响到荧光分子的激发态，因而并不改变荧光分子的吸收光谱。相反，基态配合物的生成往往引起荧光分子吸收光谱的改变。
Cu2+
结合常数: 7.9×106
Chem. Commun., 2005, 3189–3191.
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4。 § 4.3 电荷转移猝灭
某些猝灭剂与荧光物质分子相互作用时，发生了电荷转移反应，即氧化还原反应，即引起荧光的熄灭。由于激发态分子往往比基态分子具有更强的氧化还原能力，也就是说，激发态分子是比基态分子更强的电子给体和电子受体，因此激发态分子更容易发生与其他物质的分子发生电荷转移作用。某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。

荧光材料基本知识

1.把各种能量转换为光能的过程主要有两种: 其一是热辐射，其二是发光。

2. 按照激发能的不同可以把发光分类为光致发光（紫外波段发光或真空紫外波段发光激发）、阴极射线发光（电子束流激发）、电离辐射发光（Ｘ射线、γ射线及高能离子激发）、电致发光（直流或交流电场激发）、化学发光（由化学反应能激发）、生物发光（由生物能激发）、摩擦发光（由机械应力激发）等。

3. 发光材料是由作为材料主体的化合物（基质）和选定掺入的少量以至微量的杂质离子（激活剂）所组成，有时还掺入另一种杂质离子作为敏化剂。

4. 荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。

当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段）；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。

具有这种性质的出射光就被称之为荧光。

在日常生活中，人们通常广义地把各种微弱的光亮都称为荧光，而不去仔细追究和区分其发光原理。

5. 荧光淬灭（fluorescence quenching）又称荧光熄灭或萃灭：是指导致特定物质的荧光强度和寿命减少的所有现象。

6.荧光熄灭剂:引起荧光熄灭的物质称为荧光熄灭剂。

如，卤素离子、重金属离子、氧分子以及硝基化合物、重氮化合物、羧基和羰基化合物均为常见的荧光熄灭剂。

7.荧光淬灭的原因很多，机理也很复杂，主要包括：①因荧光物质的分子和熄灭剂分子碰撞而损失能量；②荧光物质的分子与熄灭剂分子作用生成了本身不发光的的配位化合物；③溶解氧的存在，使得荧光物质氧化，或是由于氧分子的顺磁性，促进了体系间跨越，使得激发单重态的荧光分子生在荧光物质分子与猝灭剂分子之间8.静态猝灭：当基态荧光分子与猝灭剂之间通过弱的结合生成复合物，且该复合物使荧光猝灭的现象称为静态猝灭。

动态猝灭：如果激发态荧光分子与猝灭剂碰撞使其荧光猝灭则称为动态猝灭。

动态猝灭：温度增高，猝灭增强；静态猝灭：温度增高，猝灭降低。

荧光淬灭

如果这种能量传递不有效的话，可能荧光就强。

另外金的plasmon也会增强荧光材料的光吸收，可能会增强荧光总强度。

这两个竞争过程除了与波长有关外，朱要与距离有关，一般5纳米是界限，距离短被淬灭荧光淬灭有以下几种说法:1. 动态淬灭(碰撞淬灭,淬灭剂与发光物质的激发态分子之间的相互作用)2. 静态淬灭(发光分子基态和淬灭剂形成不发光的基态络合物)3. 转入三重态淬灭4. 自吸淬灭(浓度高时，自淬灭)首先确定荧光物质是否有电性，就是说荧光物质是否带有电荷，而且贵金属，例如纳米金，在制作过程中，表面由于有柠檬酸根而带有负电荷，可以和带正电荷的荧光物质，如带正电荷水溶性荧光共轭聚合物，通过静电作用，而使荧光猝灭；如果带相同电荷或者一方不带电荷，猝灭是不怎么明显的。

可以这样说，这种猝灭，是通过电荷作用相互吸附在一起，你可以让两者相互作用后，做一个TEM，就可以判断了。

荧光淬灭有动态淬灭和静态淬灭两种，稳态的荧光强度都显示出荧光强度的衰减，无法分辨，而动态淬灭至少分裂为2个荧光寿命，意味着能量转移的发生，而静态淬灭只是淬灭剂与荧光物结合生成非荧光物质，荧光寿命并不发生变化。

Acrylamide和碘离子分别用于疏水淬灭或亲水淬灭，测量蛋白质中Trp残基荧光淬灭的寿命，能够轻易的得知Trp残基是位于蛋白质表面还是内部。

荧光淬灭多用于分析大分子或胶体的结构或构象，用淬灭的方法研究荧光基团在分子内还是分子表面，有个淬灭的方程，一时写不出来，大概是淬灭剂浓度和荧光变化的关系，有个K常数，和淬灭效率和荧光寿命有关，如果分子构型改变，K会变化，这样就可以用来研究某些化合物对大分子构型或构象的影响。

荧光漂白，就是用强光把荧光素的激发态全部给消除了，有可逆和不可逆两种，可逆的漂白相当于清理出一个没有荧光的区域，相当于荧光清零，然后再观察测量某种特定的荧光的扩散、产生或恢复。

漂白是否可以恢复依赖于荧光素的种类和漂白光强，作为副作用，荧光素的漂白常会发生。

研究方法荧光光谱法荧光猝灭过程可...

::.,.浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。

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本学位论文属于、保密口,在年解密后适用本授权书。

、不保密口。

请在以上相应方框内打“√”作者签名:工靖日期:≯了年月为日日期:必,;年‘月, 日导师签名:毛麦屯岳浙江工业大学硕士论文多酚类化合物与牛血清蛋白相互作用的研究摘要本论文采用光谱技术包括荧光光谱法、同步荧光法、圆二色谱法和紫外.可见光谱法和分子模拟技术相结合的方法,研究了多酚类化合物与牛血清白蛋白的相互作用。

实验结果表明,矢车菊素..葡萄糖苷..及异甘草素对的猝灭类型均为静态猝灭。

.及与的结合位点数约为,形成: 结合物。

时,与..和的结合常数分别为.×和.×。

由与.和结合过程中热力学参数测定结果表明,与、的结合过程是一个自发过程。

而且,焓变△和熵变均为负值,表明了与.及结合过程中的主要作用力是氢键和范德华力。

从圆二色谱及同步荧光结果可知,..与结合后,对的二级结构影响较小。

而与结合后,二级结构及色氨酸和酪氨酸附近的微环境可能发生了改变。

分子模拟结果表明,一结合在的’位上,且.与上的,,,残基形成了氢键。

而结合在的位上,与上的,,,残基形成了氢键。

动态猝灭

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4.时效应
值得注意的是，在介质黏度较低时，在时间极短时，瞬时
项具有重要意义（ <100ps 在黏度接近于水时 . ）而且可以忽略
不计，而在粘性介质里，这一项是不能忽略的（此时荧光衰变
不再是单指数衰变过程）。瞬时项？
21
4.瞬时效应
在持续光照下，通过采用具有恒定强度的光来提供无限短的光脉冲，可以很容易地计算出稳态下的荧光强度。它可以简单的通过集成 δ 脉冲的响应来获得。有和没有猝灭剂存在时的
12
3.Stern–Volmer 动力学
有如下两种情况： 1.如果双分子作用的过程不受扩散限制，Kq=PK1，P表示双分子通过碰撞发生猝灭的概率，k1是反应速率常数。
2. 如果双分子作用的过程不受扩散限制：此时kq和是反应速
率常数k1是完全相同的，可以用下面的简化形式（第一次由
Smoluchowski提出）
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3.Stern–Volmer 动力学
其中：k是玻尔兹曼常数，η是介质的黏度，T表示热力学温度，f是
一个等于6或4的边界条件系数.
在室温下分子的扩散系数在大多数溶剂中在 10-5 cm2 s-1左右。在溶液中，K1大约在109-1010 Lmol-1S-1左右，如果 RM和RQ相等，扩
散速率常数是约等于8RT/3η.
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3.Stern–Volmer 动力学
其中；Rc表示两分子之间的距离（单位为cm），D表示两分子间相互作用的扩散系数（单位：cm2 s-1），N等于阿伏伽德罗常数Na/1000，Rc等于荧光分子半径RM与猝灭剂RQ 半径之和。两分子间相互作用的扩散系数D是激发态分子和猝灭剂分子两个分子间平移扩散系数DM,DQ之和，可以通过斯托克斯-爱因斯坦公式求出：

第四章荧光的猝灭

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在极性溶剂中，1M*的荧光被猝灭剂猝灭时，通常并不伴随由基态电荷转移配合物所产生的荧光，代之而发生的是遭遇配合物形成离子对，再经溶剂化作用转变为游离的溶剂化离子。
1M
*
Q1M
*
••Q
M
S
QS
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具有重原子的猝灭剂分子，它们与荧光物质的激发态分子所形成的电荷转移配合物，有利于电子自旋的改变，以致发生电荷转移配合物的离解并伴随着经由三重态的能量降低：
*对有效的猝灭剂，KSV≈102 － 103 L/mol.
9
§4.2 静态猝灭
某些荧光物质溶液在加入一些猝灭剂之后，溶液的荧光强度显著降低，溶液的吸收光谱有了明显的变化; 其荧光强度随着温度的升高而增强。这种现象可能是由于荧光分子和猝灭剂之间形成不发光的基态配合物的结果。这种现象称为静态猝灭。
某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。
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在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为实际的激态电荷转移配合物：
1M * Q1M *...Q (M Q )* M Q hv
M ＋ Q ＋ KT 在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处于更长的波长范围，且无精细结构。
2
§4.1 动态猝灭
在动态猝灭过程中，荧光物质的激发态分子通过与猝灭剂分子的碰撞作用，以能量转移的机制或电荷转移的机制丧失其激发能而返回基态。
3
溶液中荧光物质分子M和猝灭剂Q相碰撞而引起荧光熄灭。
比较速率
(1)M＋hυ→M* (吸光)
1
(2)M* k1 M＋hυ (发生荧光)

荧光淬灭

如果这种能量传递不有效的话，可能荧光就强。

另外金的plasmon也会增强荧光材料的光吸收，可能会增强荧光总强度。

这两个竞争过程除了与波长有关外，朱要与距离有关，一般5纳米是界限，距离短被淬灭荧光淬灭有以下几种说法:1. 动态淬灭(碰撞淬灭,淬灭剂与发光物质的激发态分子之间的相互作用)2. 静态淬灭(发光分子基态和淬灭剂形成不发光的基态络合物)3. 转入三重态淬灭4. 自吸淬灭(浓度高时，自淬灭)首先确定荧光物质是否有电性，就是说荧光物质是否带有电荷，而且贵金属，例如纳米金，在制作过程中，表面由于有柠檬酸根而带有负电荷，可以和带正电荷的荧光物质，如带正电荷水溶性荧光共轭聚合物，通过静电作用，而使荧光猝灭；如果带相同电荷或者一方不带电荷，猝灭是不怎么明显的。

可以这样说，这种猝灭，是通过电荷作用相互吸附在一起，你可以让两者相互作用后，做一个TEM，就可以判断了。

荧光淬灭有动态淬灭和静态淬灭两种，稳态的荧光强度都显示出荧光强度的衰减，无法分辨，而动态淬灭至少分裂为2个荧光寿命，意味着能量转移的发生，而静态淬灭只是淬灭剂与荧光物结合生成非荧光物质，荧光寿命并不发生变化。

Acrylamide和碘离子分别用于疏水淬灭或亲水淬灭，测量蛋白质中Trp残基荧光淬灭的寿命，能够轻易的得知Trp残基是位于蛋白质表面还是内部。

荧光淬灭多用于分析大分子或胶体的结构或构象，用淬灭的方法研究荧光基团在分子内还是分子表面，有个淬灭的方程，一时写不出来，大概是淬灭剂浓度和荧光变化的关系，有个K常数，和淬灭效率和荧光寿命有关，如果分子构型改变，K会变化，这样就可以用来研究某些化合物对大分子构型或构象的影响。

荧光漂白，就是用强光把荧光素的激发态全部给消除了，有可逆和不可逆两种，可逆的漂白相当于清理出一个没有荧光的区域，相当于荧光清零，然后再观察测量某种特定的荧光的扩散、产生或恢复。

漂白是否可以恢复依赖于荧光素的种类和漂白光强，作为副作用，荧光素的漂白常会发生。

基于荧光猝灭法的溶解氧传感器研制_概述说明

基于荧光猝灭法的溶解氧传感器研制概述说明1. 引言1.1 概述在现代工业与环境监测中，溶解氧的测量是一项至关重要的指标。

溶解氧被广泛应用于水质监测、生物医学研究以及污水处理等领域。

为了提高溶解氧测量的准确性和便捷性，基于荧光猝灭法的溶解氧传感器逐渐发展起来。

1.2 文章结构本文将对基于荧光猝灭法的溶解氧传感器进行详细的研制概述。

文章将从原理、设计与制备、实验与结果分析以及结论与展望四个方面展开讨论。

首先，我们将介绍荧光猝灭法的原理，包括光生物学背景、荧光猝灭现象以及荧光猝灭法在氧化还原过程中的应用。

然后，我们会详细阐述溶解氧传感器的设计与制备过程，包括传感器构成要素介绍、光源的选择和优化以及传感材料的选择和制备方法。

接着，在实验与结果分析章节中，我们将介绍实验设置与步骤，并对传感器的性能进行测试和结果分析。

最后，我们将总结研究成果并展望未来的发展方向。

1.3 目的本文旨在全面介绍基于荧光猝灭法的溶解氧传感器的研制过程，并通过实验与结果分析验证其性能。

通过该文，读者可以了解荧光猝灭法原理、设计制备过程以及实际应用案例等内容，从而为溶解氧传感器的开发提供参考和指导。

此外，在结论与展望部分，我们还将探讨传感器存在的问题并展望未来发展方向，以期激发更多相关研究与创新。

2. 荧光猝灭法的原理：2.1 光生物学背景：在理解荧光猝灭法之前，有必要了解一些光生物学的基本概念。

光合作用是指植物和一些蓝藻、浮游植物等有机体利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。

在这个过程中，光能被吸收并转化为化学能。

对于许多生物来说，通过产生荧光来表达其活动状态或反应环境的变化是常见的现象。

荧光是指发射比吸收波长长且辐射强度低的电磁辐射。

荧光可以用于检测分子间的相互作用、环境条件以及反应动力学等方面。

2.2 荧光猝灭现象：当某些分子处于高能级时，它们会通过发射荧光释放出剩余能量。

然而，在某些情况下，其他分子（通常是溶解氧）可以与这些高能级分子相互作用，导致荧光被猝灭或抑制。