分析化学课件讲义荧光分析法.ppt
药物分析教研室,分 析 化 学 Analytical Chemistry,药物分析教研室,药物分析教研室分 析 化 学 Analytical,发光(phosphorescence)：物质受到一定波长的光照射后，外层电子跃迁后返回基态时，以光辐射的形式释放能量，这种现象称为发光。(荧光、磷光) 荧光(fluorescence)：物质分子接受光子能量被激发后，从激发态的最低振动能级返回基万言书时发射出的光。 荧光分析法(fluorometry)：是一种利用物质的荧光光谱特性来进行分析的方法。 灵敏度：10-1010-12g/ml,荧光,分子荧光(molecular fluorometry),原子荧光(atomic fluorometry),概 述,药物分析教研室,发光(phosphorescence)：物质受到一定波长,单重态(siglet state,S)： 总自旋量子数s=1/2+(-1/2)=0；多重性M=2s+1=1,三重态(triplet state,T)： 总自旋量子数s=1/2+1/2=1；多重性M=2s+1=3,基态(S0),激发单重态(S),激发三重态(T),1、分子荧光的产生（分子的电子能级与激发过程）,1 荧光分析法的基本原理 1.1 分子荧光,药物分析教研室,单重态(siglet state,S)： 三重态(tr,振动弛豫(vibrational relexation)内部能量转换(internal conversion)荧光(fluorescence)发射外部能量转换(external conversion)体系间跨越(intersystem crossing)磷光发射,1 荧光分析法的基本原理 1.1 分子荧光,药物分析教研室,振动弛豫(vibrational relexation),基态(S0),吸收,第一电子激发单重态(S1*),第二电子激发单重态(S2*),振动弛豫,内转换,S1*(V=0),荧光,外转换（熄灭）,体系间跨越,第一电子激发三重态(T1*),磷光,基态(S0)吸收第一电子激发单重态(S1*)第二电子激发单重,2、荧光的激发光谱和发射光谱,荧光物质分子的两个特征光谱,激发波长,发射波长,激发光谱(excitation spectrum)： F ex,荧光光谱(fluorescence spectrum)： F em,1 荧光分析法的基本原理 1.1 分子荧光,药物分析教研室,2、荧光的激发光谱和发射光谱荧光物质分子的两个特征光谱激,如：硫酸奎宁的激发光谱及荧光光谱,激发光谱,荧光光谱,1 荧光分析法的基本原理 1.1 分子荧光,药物分析教研室,如：硫酸奎宁的激发光谱及荧光光谱激发光谱荧光光谱,3、荧光光谱的特征,斯托克斯位移(Stokes shift),荧光发射波长总是大于激发光波长,荧光光谱的形状与激发波长无关,荧光光谱与激发光谱呈镜像关系,1 荧光分析法的基本原理 1.1 分子荧光,药物分析教研室,3、荧光光谱的特征斯托克斯位移(Stokes shift),4、荧光寿命和荧光效率,荧光寿命(fluorescence life time)：当除去激发光源后，分子的荧光强度降低到最大荧光强度的1/e所需的时间。用f表示。,荧光效率(fluorescence efficiemcy)：又称荧光量子产率(fluorescence quantum yield)是指激发态分子发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光的光子数之比。f,荧光寿命和荧光效率是荧光物质的重要参数！ 物质分子发射荧光的两个必备条件 有强的紫外-可见吸收 荧光效率（f）要大,1 荧光分析法的基本原理 1.1 分子荧光,药物分析教研室,4、荧光寿命和荧光效率 荧光寿命(fluorescence,有机化合物分子结构与荧光的关系,共轭系统 f ex、 em,分子的刚性和共平面性,长共轭结构,共轭系统的刚性和共平面性f,1 荧光分析法的基本原理 1.2 荧光与分子结构,药物分析教研室,有机化合物分子结构与荧光的关系共轭系统 f ex,联苯f=0.2 芴f=1.0,1 荧光分析法的基本原理 1.2 荧光与分子结构,药物分析教研室,联苯f=0.2,8-羟基喹啉 8-羟基喹啉镁,1-二甲氨基萘-7-磺酸盐 1-二甲氨基萘-8-磺酸盐,f=0.75 f=0.03,1 荧光分析法的基本原理 1.2 荧光与分子结构,药物分析教研室,8-羟基喹啉 8-羟,取代基,供电子基： NH2、-OH、-NHR、-NR2、-CN f ，F吸电子基： -NO2、-COOH、-NHCOCH3、 -C=O、-NO、-SH、-X f ，F，甚至荧光熄灭-R、-SO3H、-NH3+对f 无影响,1 荧光分析法的基本原理 1.2 荧光与分子结构,药物分析教研室,取代基供电子基： NH2、-OH、-NHR、-NR2、-,温度 溶剂 pH值 荧光熄灭剂 散射光,1 荧光分析法的基本原理 1.3 影响荧光强度的外部因素,药物分析教研室,温度 1 荧光分析法的基,硫酸奎宁在不同激发波长下的荧光(a)与拉曼光谱(b),1 荧光分析法的基本原理 1.3 影响荧光强度的外部因素,药物分析教研室,硫酸奎宁在不同激发波长下的荧光(a)与拉曼光谱(b)荧光光谱,荧光测定方向：激发光源垂直方向，避免透射光干扰。,激发光源垂直方向,荧光定量分析的依据,当A=ECl0.05时荧光强度：F=Kc,2 荧光定量分析方法 2.1 荧光强度与物质浓度的关系,药物分析教研室,荧光测定方向：激发光源垂直方向，避免透射光干扰。激发光源垂直,荧光分析法与UV-vis定量测定时仪器校正的区别,2 荧光定量分析方法 2.1 荧光强度与物质浓度的关系,药物分析教研室,荧光分析法与UV-vis定量测定时仪器校正的区别,荧光分析仪器的主要部件,激发光源：汞灯、氙灯、氘灯、溴钨灯分光系统：滤光片；单色器（光栅）样器池：低荧光材料或石英材料，四面透光检测器：紫外-可见（光电倍增管）,3 荧光分光光度计和荧光分析新技术 3.1 荧光分光光度计,药物分析教研室,荧光分析仪器的主要部件激发光源：汞灯、氙灯、氘灯、溴钨灯,930型荧光计光路示意图,激发滤光片,发射滤光片,3 荧光分光光度计和荧光分析新技术 3.1 荧光分光光度计,药物分析教研室,930型荧光计光路示意图激发滤光片发射滤光片,荧光分光光度计结构示意图,1.光源2、4、7、9.狭缝3.激发单色器5.样品池6.表面吸光物质8.发射单色器10.检测器11.放大器12.指示器13.记录器,3 荧光分光光度计和荧光分析新技术 3.1 荧光分光光度计,药物分析教研室,荧光分光光度计结构示意图1.光源 3,激光荧光分析,时间分辨荧光分析 (time-resolved fluorometry),同步荧光分析,胶束增敏荧光分析,3 荧光分光光度计和荧光分析新技术 3.2 荧光分析新技术,药物分析教研室,激光荧光分析时间分辨荧光分析 (time-resolve,思 考 题,名词解释：荧光与磷光、弛豫振动溶液荧光光谱有哪些特征？能够发射荧光的物质分子应同时具备哪些条件？为什么荧光分析法适用于稀溶液的测定？,药物分析教研室,思 考 题名词解释：荧光与磷光、弛豫振动药物分析教研室,
