荧光发射光谱
荧光光谱
2. 内转换: 是指两个电子能级非常靠近以致其振动能级有重叠时，
常发生电子由高能级转移至低能级的无辐射跃迂过程。 3. 系间跨越: 不同多重态间的无辐射跃迁，同时伴随着受激电子 自旋状态的改变，如S1→T1。 4. 外转换：激发分子通过与溶剂或其他溶质分子间的相互作用使
非辐射去激——不伴随发光现象的过程叫非辐射去激，体系内的多余的 能量以热的形式释放。
36
2.3 原理
1. 振动弛豫: 它是指在同一电子能级上，电子由高振动能级转移 至低振动能级的无辐射跃迁过程。
37
振动驰豫
S2
S1 T1
S0 λ1 吸 光 λ2 吸 光
S0
38
2.3 原理
1. 振动弛豫: 它是指在同一电子能级上，电子由高振动能级转移
8
1.2 特点
优点： （1）有较低的检出限，灵敏度高。特别对Cd、Zn等元素有相当低的检 出限，Cd可达0.001ng·cm-3、Zn为0.04ng·cm-3。现已有2O多种元素 低于原子吸收光谱法的检出限。由于原子荧光的辐射强度与激发光源 成比例，采用新的高强度光源可进一步降低其检出限。
45
振动驰豫
S2 内转换
S1
系 间 跨 跃
T1
外转换
S0 λ1 吸 光 λ2 吸 光 λ3 荧 光
S0
46
2.3 原理
2.3.3 辐射方式 磷光： 从第一激发三重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。由 于磷光的产生伴随自旋多重态的改变，辐射速度远小于荧光，磷光寿 命为10-4 ~10s
c.阶跃线荧光
荧光发光光谱
荧光发光光谱荧光光谱（也称为荧光测定法或荧光分光光度计）是一种分析样品荧光的电磁光谱学。
它涉及使用一束光，通常是紫外线，激发某些化合物分子中的电子并使它们发光；通常但不一定是可见光。
一种补充技术是吸收光谱。
在单分子荧光光谱的特殊情况下，发射光的强度波动是从单个荧光团或荧光团对测量的。
测量荧光的设备称为荧光计。
分子具有称为能级的各种状态。
荧光光谱主要关注电子和振动状态。
通常，被检查的物质具有感兴趣的基电子态（低能态）和较高能的激发电子态。
在这些电子状态中的每一个中，都有各种振动状态。
在荧光中，物质首先通过吸收光子从其基态电子状态激发到处于激发电子状态的各种振动状态之一。
与其他分子的碰撞导致激发分子失去振动能量，直到它从激发电子态达到最低振动状态。
然后分子再次下降到基电子态的各种振动水平之一，在此过程中发射光子。
由于分子可能会下降到基态的几个振动能级中的任何一个，因此发射的光子将具有不同的能量，从而具有不同的频率。
因此，通过分析荧光光谱中发出的不同频率的光，以及它们的相对强度，可以确定不同振动能级的结构。
对于原子种类，过程是相似的；然而，由于原子种类没有振动能级，因此发射的光子通常与入射辐射处于相同的波长。
这种重新发射吸收的光子的过程是共振荧光，虽然它是原子荧光的特征，但也可以在分子荧光中看到。
在典型的荧光（发射）测量中，激发波长是固定的，而检测波长是变化的，而在荧光激发测量中，检测波长是固定的，而激发波长在感兴趣的区域中是变化的。
发射图是通过记录一系列激发波长产生的发射光谱并将它们组合在一起来测量的。
这是一个三维表面数据集：作为激发和发射波长函数的发射强度，通常描绘为等高线图。
荧光光谱的原理与应用
荧光光谱的原理与应用一、简介荧光光谱是一种非常重要的光谱技术，用于研究物质的光谱特性。
和吸收光谱相比，荧光光谱具有很多优点，包括高灵敏度、高选择性和动态特性等。
本文将介绍荧光光谱的原理和应用。
二、荧光光谱的基本原理荧光光谱是物质在受激发后发射荧光的光谱。
荧光的产生涉及两个过程：激发和发射。
具体来说，当物质受到足够能量的激发后，其内部的电子会升级到激发态，并在短时间内返回到基态，释放出荧光。
这个过程伴随着光的吸收和发射。
荧光光谱图通常由激发光和发射光组成。
激发光是用于激发物质的光，而发射光是物质在激发后发射的荧光。
通过测量激发光和发射光的强度和波长，可以得到荧光光谱。
三、荧光光谱的应用1. 荧光光谱在生物学中的应用荧光光谱在生物学中有广泛的应用。
例如，它可以用来研究生物分子的结构和函数。
荧光标记是研究生物分子的常用方法之一，该方法利用荧光染料或荧光蛋白标记生物分子，通过测量荧光光谱来研究它们的相互作用、分子结构以及代谢路径等。
2. 荧光光谱在材料科学中的应用荧光光谱在材料科学中也有很多应用。
例如，它可以用于研究材料的光电特性。
通过测量材料激发和发射的荧光光谱，可以了解材料的能带结构、载流子动力学等信息，对材料的性能进行评估和优化。
3. 荧光光谱在环境监测中的应用荧光光谱在环境监测中也起到重要作用。
例如，它可以用于水质监测。
通过测量水样中的荧光光谱，可以判断水质的污染程度和有机物的种类。
同时，荧光光谱还可以用于检测空气中的有害气体，如VOCs、NOx等。
4. 荧光光谱在食品安全中的应用荧光光谱在食品安全领域也有广泛应用。
例如，它可以用于检测食品中的有害物质和污染物。
通过测量食品样品的荧光光谱，可以判断食品是否受到了污染，确保食品的安全性。
5. 荧光光谱在医学诊断中的应用荧光光谱在医学诊断中也有很多应用。
例如，它可以用于癌症的早期诊断。
通过测量病变组织或体液中的荧光光谱，可以鉴别正常组织和癌变组织之间的差异，帮助早期发现癌症。
荧光光谱
延迟荧光与普通荧光的区别主要在于 辐射寿命不同 。这种长寿命 的延迟荧光来源于从第一激发三重态（T1）重新生成的S1态的辐射跃 迁。即延迟荧光产生的过程为：
S1→T1→S1→S0+hνf
28
延迟荧光 E型延迟荧光：
当第一激发单重态S1与第一激发三重态T1能差较小时，T1态有时可从 环境获取一定的热能后又达到能量更高的S1态。即
跃迁过程中电子自旋发生了改变、跃迁前后电子的轨道在空间不
重叠或轨道的对映性未发生改变的跃迁是禁阻的。
9
失活的途径
电子处于激发态是不稳定状态，容易返回基态，在这个过程中通过
辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量，这个过程就称为失活。
失活途径 辐射跃迁 无辐射跃迁
荧光
磷光
系间窜越 内转换
外转换
振动弛豫
= s[Iεscs/(Isεc)]
s、 εs、cs和Is分别是参照物的荧光量子产率（已知）、摩尔消光系数、溶 液浓度和荧光强度； 、 ε 、c和I分别是被测物的荧光量子产率（未知）、摩 尔消光系数、溶液浓度和荧光强度。 参照物应是已知、无自吸收、无浓度猝灭、在被测物所用溶剂中可溶、易
纯化、稳定和对杂质不敏感的物质。常用的参照物如罗丹明B和喹啉硫酸氢盐
激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大。
10
无辐射跃迁失活的途径 振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式由高振 动能级至低相邻振动能级间的跃迁。发生振动弛豫的时 间一般为10-12 s。 内转换：多重度相同的电子能级中等能级间的无辐射 能级跃迁。
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。
6
分子能级与跃迁 分子能级比原子能级复杂； 在每个电子能级上，都存在振动、转动能级； 激发： 基态(S0)→激发态(S1、S2激发态振动能级 )：吸收 特定频率的辐射；量子化；跃迁一次到位； 失活： 激发态 →基态：多种途径和方式 (见能级图)；速 度最快、激发态寿命最短的途径占优势；
《荧光光谱法》PPT课件
O
CC
3b
Counts
60000 40000
O C 2H 5
20000
0 300 350 400 450 500 550 600
Wavelength (nm)
精选课件ppt
8
从图可看出激发光谱同荧光光谱大致成
镜相对称 a.荧光光谱(发射光谱）形状与基态S0振能级的分布情况（即能量间
隔情况）有关 b. 激发光谱(吸收谱)形状与激发态S1振动能级的分布有关 c. S0、、S1态中振动能级的分布是相似的(说明峰形状相 似）
精选课件ppt
33
一般情况下，多采用相对灵敏度来表示。相对灵敏度是以喹啉硫酸氢 盐的0.05mol/L硫酸溶液为标准，并定为1，然后与相同浓度荧光物 质的荧光强度比较，可求该物质的相对灵敏度。
精选课件ppt
34
3. 荧光分析法的选择性 很多分子在紫外可见区有吸收，但其中
只有一部分能再发射荧光或磷光，故荧光法 固有干扰很少，选择性较好。
b. 荧光物质的激发态分子M*与基态分子M形成激发态的二聚体（M*M）。
c. 基态的荧光物质分子的缔合。荧光自猝灭是与浓度有关的效应，因而 通过在荧光测定前稀释溶液的办法，可避免这一现象的发生，或减 小它所产生的影响。
精选课件ppt
23
三、发光强度同浓度的关系
荧光强度If正比于吸收的光量Ia与荧光量子产
11
❖ 3、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 的各个不同振动能级，同时发射出相应的光量子，这就是荧光；
❖ 4、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 到基态的最低振动能级。
精选课件ppt
12
分子产生荧光必须具备两个条件：
各类别荧光粉激发光谱和发射光谱汇总
YAG 激发波段及峰值
WP1
400-500nm(主要吸收蓝光)发射波段及峰值
WP2500-650nm（主要发射黄光）
图谱
类别及光谱特性
光谱
小结：从各类荧光粉光谱分析，可提升目前白光封装亮度的方法为
黄粉
各类黄粉绿粉
Nitride GaYAG
300-400-500nm(主要吸收紫光，蓝光)400-500nm(主要吸收蓝光) 500-650nm（主要发射黄光）500-600nm(主要发射绿光)
方法为：1)激发波段更低为450nm，与最强激发光谱WP接近；2)减少红粉对绿光的吸
各类荧光粉光谱
绿粉
LUAG Sialon
400-500nm(主要吸收蓝光)300-500nm(主要吸收紫光，蓝光)
500-600nm（主要发射绿光）500-600nm(主要发射绿光)
光的吸收；3)各类荧光粉光谱半峰变窄，增加发射光光谱强度等，以提升白光封装出
红粉
Nitride KSF <600nm(主要吸收紫光，蓝光，绿光)350-500nm(主要吸收紫光，蓝光) 600-700nm（主要发射红光）600-650nm（主要发射红光）
封装出光效率提升。
荧光光谱
荧光光谱自学笔记龚雯2011282040171 我们从以下几个方面了解了荧光光谱。
一,荧光的产生和用途；二,常用荧光光谱有哪些以及荧光光谱有哪些特征；三,荧光强度和物质浓度的关系，还有哪些因素会影响到荧光强度；四,荧光光谱的有哪些光谱参数；五,有哪些实验方法以及各种荧光测量方法的用途。
荧光产生及其物理机制：荧光：某些物质受到照射后发出能量较低的光，一旦光照停止，光线也立即消失，称为荧光。
入射光和发射光频率之差称为斯托克频移。
满足上述条件即为荧光。
因此荧光范围比较宽，从X射线到红外光谱区仍然是荧光。
其他的能量如（化学反应、加热、生物代谢等）也会有荧光。
生活中很多现象都与荧光相关。
如：钞票防伪，日光灯管，萤火虫发光。
常用的荧光光谱：荧光光谱有瞬态荧光光谱和稳态荧光光谱两类。
通常荧光光谱指的是稳态荧光光谱。
激发谱：固定测量波长(选最大发射波长),化合物发射的荧光强度与激发光波长的关系曲线。
激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，荧光强度最大；荧光的发射谱：固定激发波长，发射强度与发射波长的关系。
荧光光谱的特征Stokes位移：激发光谱与发射光谱之间的波长差值。
发射光谱的波长比激发光谱的长，振动弛豫消耗了能量。
发射光谱的形状与激发波长无关：电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最低振动能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光。
镜像规则：通常荧光发射光谱与它的吸收光谱（与激发光谱形状一样）成镜像对称关系。
荧光光谱仪及使用技术：光源到激发单色器到样品池到发射单色器到检测器。
荧光是散射谱，所以一般在垂直入射方向接收。
背景是没有入射光，是“暗背景”，因此灵敏度更高。
荧光实验方法及其用途：荧光猝灭，荧光各向异性，荧光能量共振转移，时间分辨荧光光谱，荧光标记，双光子荧光光谱。
荧光猝灭泛指任何可以减低样品荧光强度的过程。
狭义主要指那些由于荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子的相互作用所引起的荧光强度降低的情况。
原子吸收光谱,原子发射光谱,原子荧光光谱
原子吸收光谱,原子发射光谱,原子荧光光谱
原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）：
原子吸收光谱是一种分析技术，用于测量样品中特定金属元素的浓度。
这种技术基于原子在特定波长的光线下吸收能量的原理。
在原子吸收光谱中，样品首先被转化为气态原子，然后通过将样品暴露在特定波长的光下，测量吸收的光强度来确定金属元素的浓度。
该技术常用于环境、食品、生物、地质等领域的元素分析。
原子发射光谱（Atomic Emission Spectroscopy，AES）：
原子发射光谱是一种分析技术，用于测量样品中特定金属元素的浓度。
在原子发射光谱中，样品首先被转化为气态原子，然后通过将样品激发至高能级，测量由于电子跃迁而释放的特定波长的光来确定金属元素的浓度。
原子发射光谱可用于元素分析，其应用广泛，包括金属工业、环境监测、地质研究等领域。
原子荧光光谱（Atomic Fluorescence Spectroscopy，AFS）：
原子荧光光谱是一种分析技术，也用于测量样品中的金属元素浓度。
在原子荧光光谱中，样品首先被转化为气态原子，然后通过特定波长的激发光将原子激发至高能级，然后测量由于电子跃迁而释放的荧光来确定金属元素的浓度。
原子荧光光谱常用于分析痕量金属元素，如汞、砷等，其敏感性高，适用于环境、生物等领域的分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
荧光发射光谱
荧光发射光谱是一种使用光学技术来测量和分析激发态物质自发射的光谱信号，在分子生
物学和分析科学等领域有着广泛的应用。
荧光发射光谱包括了一系列激发态体系所发生的周期性现象，可以用来检测被测物质的结
构，组成，空间布局特征等方面的信息，可以用来分析荧光物质吸收和荧光发射特性以及
荧光强度等信息，以便更好地了解受测样品。
荧光发射光谱有各种种测量方法，例如荧光衰减分光光度，单分子荧光爱他美，以及常见
的拉曼散射技术和发射指纹技术等，它们可以实现不同精度的特性分析，广泛适用于各种
物质的研究。
荧光发射光谱技术有助于快速精确地了解激发态物质的结构和特性，在生物学的应用，荧
光发射光谱技术可以应用于细胞，组织和有机体的活性分子的测试；在分析领域，可以运
用荧光发射光谱来快速准确地测定有机物或无机物的组成，以及鉴定不同类型的污染物等，
具有很多实际应用。
总之，荧光发射光谱作为一种测量方法，在分子生物学和分析科学等领域具有广泛的应用，
为我们快速精确地获取激发态物质的结构和特性提供了一种有效的手段，有助于促进我们
科研和实际应用的更加精确和高效。