近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统
荧光光谱分析法课件
系间跨越：激发态的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的非辐射跃迁。 禁阻跃迁，但当能层有较大重叠时S1T1 就可发生系间跨越，通过自旋—轨道耦合进行。 10-6s
发射光谱（荧光光谱）的位置？ 磷光光谱的位置？
*
激发光谱与发射光谱的关系√
a. Stokes位移 荧光光谱总是位于物质激发光谱的长波一侧，即荧光波长大于激发光波长的现象。 激发光谱与发射光谱之间的波长差值： 振动弛豫、外转换等无辐射跃迁损失了部分能量。
内转移
外转移
系间跨越
振动弛豫
荧光：10-7～10-9s，第一激发单重态的最低振动能级→基态 磷光：10-4～10s； 第一激发三重态的最低振动能级→基态
*
辐射和非辐射能量传递过程√
振动弛豫：同一电子能级中，以热能量交换形式由高振动能层至低相邻振动能层间的跃迁。发生振动弛豫的时间10-12s
内转换：相同多重态的电子能级间的等能级的无辐射跃迁。 通过内转换和振动弛豫，高激发单重态的电子跃回第一激发单重态的最低振动能级。发生内转换的时间10-13s。
1.分子产生荧光必须具备的条件 （1）具有合适的结构； （2）具有一定的荧光量子产率。 荧光量子产率（）：
物质的荧光量子产率范围一般是多少?
如果一个分子将吸收的光子全部释放，则其量子产率为100%。
*
2.有机化合物的分子结构与荧光的关系√
（1）跃迁类型：* → 的荧光效率高，系间跨越过程的速率常数小，有利于荧光的产生； （2）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移
CdS量子点近红外发射光的介绍
油溶性PbS/CdS量子点近红外发射光的介绍油溶性PbS/CdS量子点近红外发射光PL800nm1600nm中文名：油溶性PbS/CdS量子点英文名：OilsolublePbS/CdSquantumdot波长：800nm1600nm类型：近红外量子点油溶性PbS/CdS量子点的描述：油溶性PbS/CdS量子点产品，是以PbS为核，CdS为壳层，表面由疏水配体包覆，平均的量子产率为60%，储存时应躲避阳光直射，4度密封暗处保管，可以为客户订制生产800nm～1450nm任一波长不同克数的产品。
油溶性PbS/CdS量子点的产品特点和应用：本产品具有粒径均一，汲取光谱宽泛，发射光谱窄而对称，荧光强度高而稳定等特点，可应用于电子通讯、液晶显示屏、发光二极管、太阳能电池、生物荧光标记等领域。
Description:OilsolublePbS/CdSquantumdotproductsarebasedonPbSastheco re,CdSastheshell,andthesurfaceiscoveredbyhydrophobicligands.Theaveragequantumyieldis60%.Theyshouldbestoredawayfromdire ctsunlightandstoredinasealeddarkplaceat4degrees.Theycanbecu stomizedtoproduceproductswithdifferentgramsofanywavelengthb etween800nmand1450nm.关于我们:陕西星贝爱科生物科技经营的产品种类包含有：合成磷脂、高分子聚乙二醇衍生物、嵌段共聚物、磁性纳米颗粒、纳米金及纳米金棒、近红外荧光染料、活性荧光染料、荧光标记物、蛋白交联剂、小分子PEG衍生物、点击化学产品、树枝状聚合物、环糊精衍生物、大环配体类、荧光量子点、透亮质酸衍生物、石墨烯或氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯，二氧化硅及介孔二氧化硅，聚合物微球，近红外荧光染料，聚苯乙烯微球，上转换纳米发光颗粒，MRI核磁造影产品，荧光蛋白及荧光探针等等。
cy3-mal激发波长和发射波长
cy3-mal激发波长和发射波长CY3-Mal是一种荧光探针，其激发波长和发射波长对于光学荧光显微镜和其他荧光检测技术非常重要。
CY3-Mal主要由两部分组成：CY3染料和马来酰亚胺（Mal）。
本文将详细讨论CY3-Mal的激发波长和发射波长，以及其在科学研究和生物医学领域中的应用。
CY3-Mal的激发波长为550纳米，发射波长为570纳米。
在荧光显微镜中，光源通过滤光片产生特定的激发波长，激发探针中的染料分子跃迁到激发态。
然后，在探针分子回到基态的过程中，会释放出具有不同波长的荧光。
CY3-Mal的发射波长使其适用于研究细胞和组织中的特定分子，如蛋白质、核酸和细胞结构。
CY3-Mal是一种有机染料，具有较高的量子产率和光稳定性。
它的化学结构中包含了一个具有强荧光性质的CY3染料分子和马来酰亚胺（Mal）。
CY3染料是一种常用的发光染料，其发射波长区域包括红色和近红外光谱。
马来酰亚胺（Mal）则是一种具有反应活性的化合物，可与细胞或生物标记物中的巯基（-SH）反应形成稳定的共价键。
这使得CY3-Mal成为一种理想的细胞和分子标记工具。
CY3-Mal在研究中被广泛应用于细胞生物学、分子生物学和生物医学领域。
通过标记特定分子，研究者可以观察和分析细胞和组织中的分子位置、运动和相互作用。
例如，在细胞生物学研究中，CY3-Mal可以用来标记蛋白质，从而研究细胞中的蛋白质定位和转运。
在分子生物学研究中，CY3-Mal可以与核酸探针结合，用于检测DNA或RNA的存在和定位。
此外，CY3-Mal还可以用于免疫组化染色，用于病理学和临床诊断中的组织检测。
另外，CY3-Mal的光稳定性使其在长时间观察和实时成像中非常有用。
相对于其他染料，CY3-Mal具有较长的寿命，不易受到光照的破坏。
因此，它可以用于跟踪细胞和分子的动态过程，如细胞分裂、膜运输和信号传导。
综上所述，CY3-Mal作为一种荧光探针，在科学研究和生物医学领域中具有广泛的应用。
X荧光光谱仪的工作原理 X荧光光谱仪工作原理
X荧光光谱仪的工作原理 X荧光光谱仪工作原理荧光光谱仪又称荧光分光光度计，是一种定性、定量分析的仪器。
通过荧光光谱仪的检测，可以获得物质的激发光谱、发射光谱、量子产率、荧光强度、荧光寿命、斯托克斯位移、荧光偏振与去偏振特性，以及荧光的淬灭方面的信息。
X荧光光谱仪的工作原理：X荧光光谱仪紧要由激发源（X射线管）和探测系统构成。
其原理就是：X射线管通过产生入射X射线（一次X射线），来激发被测样品。
受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线（又叫X荧光），并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。
探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量或者波长。
然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。
元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有确定特别性波长的X射线，因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类，这就是荧光X射线定性分析的基础。
此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有确定的关系，据此，可以进行元素定量分析。
用X射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长的荧光X射线，需要把混合的X射线按波长（或能量）分开，分别测量不同波长（或能量）的X射线的强度，以进行定性和定量分析，为此使用的仪器叫X荧光光谱仪。
由于X荧光具有确定波长，同时又有确定能量，因此，X 射线荧光光谱仪有两种基本类型：波长色散型和能量色散型。
X荧光光谱仪的原理及应用X射线荧光分析是确定物质中微量元素的种类和含量的一种方法，又称X射线次级发射光谱分析，是利用原级X射线光子或其它微观粒子激发待测物质中的原子，使之产生次级的特征X射线（X 光荧光）而进行物质成分分析和化学态讨论。
X荧光光谱仪（XRF）由激发源（X射线管）和探测系统构成。
X 射线管产生入射X射线（一次X射线），激发被测样品，产生X荧光（二次X射线），探测器对X荧光进行检测。
技术原理：元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有确定特别性波长的X射线，依据莫斯莱定律，荧光X射线的波长与元素的原子序数有关。
荧光光谱 FL概要
S1
２. 无辐射跃迁的类型
振动弛豫: Vr 10-12sec 外 转 移:无辐射跃迁回到 基态 内 转 移:S2~S1能级之间有 重叠 系间跨跃: S2~T1能级之间 有重叠 反系间窜跃:由外部获取能 量后 T1 ~ S2
迟 滞 荧 光
磷 光
外转移
5
二. 分子荧光(磷光)光谱
1. 荧光(磷光)激发光谱与发射光谱
4
分子的活化与去活化 (p78)
振动弛豫
S2
内转移 荧光
反系间 窜跃
系间 １. 辐射跃迁的类型 窜跃
共振荧光：10-12 sec 荧 光：10-8 sec 磷 光：1~10-4 sec 迟滞荧光:102~10-4 sec
T1
紫 外 可 见 吸 收 光 谱
紫 外 可 见 共 振 荧 光 S0 光 谱
CH3 CH3
hv
+
_
N
CH3
24
CH3
3. 氧的熄灭作用 氧分子是荧光、磷光的熄灭剂，
1
3
M O 2 3 M* 3 O 2
*
3
k1
没有除氧，溶液中 难以观察到磷光
M* 3 M* 3 (M*M) 2M kT
4. 自熄灭与自吸收 当荧光物质的浓度大于1g/L时，常发生荧光的自熄灭(浓度熄灭) 自吸收：
15
3. 荧光(磷光)的量子产率
荧光量子产率的定义： (p91)
发射荧光的分子数 F 激发分子总数
发射磷光的分子数 P 激发分子总数
F
kF k F ki
i 1 n
P st
kP k P ki
i 1 n
kF、 kp主要取决与荧光物质的分子结构； st系间窜跃效率。 ki主要取决化学环境，同时也与荧光物质的分子结构有关。 大多数的荧光物质的量子产率在0.1~1之间； 例如：0.05mol/L的硫酸喹啉，F=0.55； 荧光素 F=1 化合物
近红外荧光染料的结构_性质及生物荧光成像应用_王晓驰
。 开发高荧光效率、 低毒性的
近红外荧光材料一直是近红外荧光成像技术发展中 的热点和难点之一。 与贵金属纳米晶簇、 半导体量子点、 稀土掺杂纳 ［11 ］ 有机 米粒子、 碳点等无机近红外荧光材料相比 ， 近红外荧光染料具有高的摩尔消光 / 吸光系数和荧 光量子产率、 生物相容性好、 结构易调、 价格低廉等 特点而备受重视。本文综述了五类主要有机近红外
2
2. 1
有机近红外荧光染料
菁类
菁染料（ 聚甲川菁染料 ） 是一类优良的荧光染 料， 由奇数个碳原子组成共振次甲基 （ 甲川基 ） 共轭 链并被两个含氮杂环封端构成的一类共轭有机小分 子体系。其共振结构通式如图 1 所示。
1
引言
图1 Fig． 1 菁染料的化学共振结构 The resonance structures of cyanine dyes
Structure and Properties of NearInfrared Fluorescent Dyes and the Bioimaging * Application
Wang Xiaochi Chang G ang Cao Ｒuijun
＊ Meng Lingjie ＊
（ Department of Chemistry ，School of Science ，Xi’ an Jiaotong University ，Xi’ an 710049 ，China） Abstract The nearinfrared （ NIＲ ） fluorescence imaging technologies have attracted considerable interest in
马兜铃酸A的荧光光谱及荧光量子产率
技术与科教创新
马 兜铃酸 Ａ 的荧光光谱 及荧光量子产率
周 晓霞 （ 水学院 河北衡 水 ０ ３ ０ ） 衡 ５００
摘 要 ： 文 报 道 了马 兜 铃 酸 Ａ （ ＡＡ）的 荧光 光 谱 该 Ａ
的吸光度 ，然后按 下面式子计算待测物质的荧光量子产率
・
和 荧光 量子产率。在 ｐ ． ９ Ｈ２５～ ． 间，Ａ ６之 ＡＡ有较稳 定的
荧 光 ， 荧光 较 强 。 最 大 发 射 波 长 为 ３ ０ｎ ， 激 发 波 长 为 ９ ｍ
每鲁 ㈣ ・
３ ３ ｍ。以 Ｌ 色氨酸 为参 比 ，ｐ ６时测量 了 Ａ ２ｎ － Ｈ＝ ＡＡ在不 同
１ ：
＝ ９ｎ ２ ６ ３０ｍ ～ ：
（ｍ）＝ ０ ０ １ ２ ２ ｎ ３ ５３ ９３ ５ ３３ ７ ３
配制适 当浓度的ＡＡ 水溶液和 Ｌ 色氨酸溶液 ，使两者的吸 Ａ －
光度相近且不大于 ＯＯ ， 扫描吸收光谱 （ ．５ 见图 ２ ）并读取一定波 长的 Ａ 和 Ａ 值。 再扫描 Ａ Ａ水溶液和 Ｌ色氨酸溶液在不同激 Ａ 一 发波长下的荧光光谱 （ 分别见图 ３和图 ４ ，计算给定波长范围 ） 内的积分荧光强度 ， 最后按式 （） １ 计算 Ａ ＡＡ 的荧光量子产率 。 由图 ３ 和图 ４可见 ，在不同激发波长下 ，马兜铃酸 Ａ和 Ｌ 一 ２１ＡＡ ． Ａ荧光量子产率 的测量 色氨酸的荧光发射强度不同 ，但发射光谱峰位置不变 ， 两者 的 荧光量子产率 （ Ｙ）定义为荧光物质吸光后发射 的荧光的光 ９ ５ ｍ。 子数与所吸收的激发光的光子数之比值。 在实验上 ， 一般用参 最强发射波长分别为 ３ ０和 ３ ３ｎ 以 Ｌ色氨酸在激发波长 ２ ０ｎ 的荧光量子产率 ０１ 一 ８ ｍ ． ４为标 比法测定某物质的荧光量子产率。通过 测量待测物质和参 比物质 ； 隹，测得 Ｌ色氯酸和 马兜铃酸 Ａ在不同激发波长下的荧光量子 一 的稀溶液 在同一激发波长 下的积分荧光强度和对 该波长激发光 下转第 ０ ０页 １
荧光光谱仪的原理及应用
T1 T2 外转换
发 射 磷 振动弛豫 光
l1
l2
l 2
l3
5Байду номын сангаас
主 要 光 谱 参 数
吸收光谱：化合物的吸收光强与入射光波长的关系曲 线 激发光谱：让不同波长的激发光激发荧光物质使之发 生荧光，而让荧光通过固定波长的发射单色器照射到 检测器上，检测荧光强度变化。
发射光谱：固定激发波长(一般将其固定于激发波段 中感兴趣的峰位),扫描出的化合物的发射光强(荧光/ 磷光) 与发射光波长的关系曲线。
激发波 长确定
• 重复2、3步循环扫描得到理想的光谱图
关机
• 保存数据，先关软件，再关光源最后关风扇和电源
10
荧光寿命和量子产率的测试和数据处理
荧光寿命 • 根据发射谱和激发谱选择感兴趣的发射波长和激发波长， 测试荧光强度随时间的衰减曲线，同样需要数据进行校 正，然后应用origin软件进行作图和数据拟合得到寿命 结果
• 光电转化效率，即入射单色光子-电子转化效率 (monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency， 用缩写IPCE表示)，定义为单位时间内外电路中产生的电子数 Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比。 • 计算公式：IPCE(λ)=1240 * jp(λ)/Eλ(λ)
IPCE测试系统
Solar Cell Scan100 Crown tech.inc Newport 光源、单色仪、信号放大模 块、光强校准模块、计算机 控制和数据采集处理模块
通过用波长可调的单色光照射样 品，同时测量样品在不同波长的 单色光照射下产生的短路电流, 从而通过计算得到样品的IPCE
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近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统
通过近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统这一高科技设备，我们
可以更深入地了解物质的特性和行为。
这种系统在分析化学、生物医
学和材料科学领域中有着广泛的应用，为我们带来了许多有价值的信
息和数据。
1. 近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统是什么？
近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统是一种先进的实验装置，用
于研究物质的光物理和光化学性质。
它可以精确地测量物质在近红外
光谱范围内的反应动力学过程，同时还能够获取物质的量子效率和能
级结构等重要信息。
这种系统利用了稳态和激发态之间的光学跃迁过程，通过测量样品发出的荧光光谱来获取目标物质的相关参数。
2. 近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统的应用领域
近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统在许多领域都有着广泛的应用。
在分析化学领域，它可以用于研究化学物质的特性和反应动力学
过程；在生物医学领域，它可以应用于细胞和组织的光物理特性研究；在材料科学领域，它可以用于材料的光谱特性分析和性能评价。
这种
系统成为了现代科学研究的重要工具之一。
3. 近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统对科学研究的意义
近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统的出现，为科学研究提供了
全新的手段和途径。
它可以帮助科学家们更准确地分析和解释样品的
光物理特性，深入了解物质的内部结构和性质。
这对于推动化学、生
物医学和材料科学等领域的研究具有重要的意义，同时也为新材料的
研发和应用奠定了坚实的基础。
4. 个人观点和总结
近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统的出现，标志着科学技术的
不断进步和创新。
它为我们提供了一种全新的视角和方法，使得我们
能够更深入地探究物质的微观世界。
在未来的发展中，我相信这种系
统会更加普及和成熟，为科学研究和实际应用带来更多的惊喜和突破。
通过近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统，我们能够全面地了解
物质的特性和行为，为科学研究和技术创新提供了强大的支持。
希望
未来能够有更多的科研机构和实验室投入到这一领域的研究中，推动
这一技术的发展，为人类社会的进步做出更大的贡献。
近红外稳瞬态
绝对量子产率荧光光谱系统是一种非常重要的高科技设备，它在科学
研究和实际应用中具有重要意义。
这种系统能够帮助我们深入地了解
物质的光物理和光化学性质，为化学、生物医学和材料科学领域提供
了全新的研究手段和途径。
近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统可以广泛应用于分析化学领域。
在化学研究中，科学家们可以利用这种系统研究化学反应的动力
学过程，探索化学物质在激发态和稳态之间的光学跃迁过程，从而获
得物质的光物理特性和光化学行为。
这对于理解化学反应的机理和反
应动力学具有非常重要的意义，有助于指导新材料的设计和合成，同
时也为控制化学反应提供了重要的参考和支持。
生物医学领域也是近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统的重要应
用领域之一。
在生物医学研究中，科学家们可以利用这种系统对细胞
和组织的光物理特性进行研究，探索生物分子的能级结构和光谱特性，从而为生物医学诊断和药物研发提供重要信息。
这对于理解生物分子
的结构和功能具有重要的意义，有助于加深我们对生物体内部的理解，为生物医学研究和医学诊断技术的发展提供了重要的支持。
另外，在材料科学领域，近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统也
能够发挥重要作用。
材料的光物理特性和光谱特性对于材料的性能评
价和应用具有重要意义，通过这种系统，科学家们可以更加全面地了
解材料的光学性质和电子结构，为新材料的研发和应用提供重要的参
考依据。
近红外稳瞬态绝对量子产率荧光光谱系统的出现和发展对于科学研究
和实际应用带来了重大的影响。
它为化学、生物医学和材料科学领域
提供了全新的研究手段和途径，有助于深入理解物质的光物理和光化学性质，推动科学技术的发展和创新。
希望未来这种系统能够得到更多的关注和支持，为人类社会的发展做出更多的贡献。