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荧光分析法概述1575年,西班牙医生N.Monardes发现。1852年,Stokes对荧光产生的机理作了解释,并提出了“荧光”。1867年,首次用于分析测定。1928年,Jette和West提出第一台光电荧光计。1952年,商品荧光分光光度计出现。分子荧光:物质分子吸收光子能量而被激发,然后从激发态的最低振动能级返回到基态时所发射出的光。分子荧光紫外-可见荧光红外、x射线原子荧光荧光分析法与紫外-可见分光光度法的主要区别荧光的特点:检出限0.1~0.001μg/mL,比分光光度法高2~4个数量级。选择性强可根据特征发射光谱,又可根据特征吸收光谱来鉴定物质。应用范围窄由于本身能够发射荧光的物质及能形成荧光测量体系的物质相对较少所致。分子荧光和分子磷光都属于光致发光区别:分子荧光由激发单重态(S1)的最低振动能级至基态(S0)各振动能级间跃迁产生的;分子磷光是由激发三重态(T1)的最低振动能级至基态各振动能级间跃迁产生的。荧光辐射的波长比磷光短,荧光的寿命(10-9-10-7S)比磷光(10-4-10s)短。荧光和磷光分析基本原理1荧光和磷光的产生激发态分子返回基态的途径振动弛豫(Vibrationrelaxation,VR):非辐射跃迁形式,在溶液中,激发态分子通过与溶剂分子的碰撞而将部分振动能量传递给溶剂分子,其电子则返回到同一电子激发态的最低振动能级,此过称为~。发生条件:在同一电子能级内进行时间为:10-12s内部能量转换(内部猝灭)(intermalconversion,IC)当两个电子激发态之间的能量相差较小,以致其振动能级有重叠时,受激分子常由高电子能级以无辐射跃迁方式转移至低电子能级。内转换发生在不同能阶,没有同阶转换。荧光发射:分子通过内转换及振动弛豫,返回到第一激发态的最低振动能级,然后再以辐射形式发射光量子而返回到基态的任意振动能级上,此时发射的光量子为荧光。发射荧光的波长比激发光的波长要长。体系间跨越(intersystemcrossing,ISC):分子由激发单线态跨越到三线态后,如S1-T1荧光强度减弱甚至熄灭。在含有重原子(溴或碘)的分子中,最常见。外转换(externalconversion,EC)外转换是指激发分子通过与溶剂或其他溶质分子间的相互作用使能量转换,而使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程。磷光发射:分子由三线态返回到基态的各个振动能级而发出光辐射。激发三线态的最低振动能级比激发单线态的最低振动能级能量低,磷光辐射的能量比荧光更小,磷光的波长长于荧光。激发三重态的平均寿命为10-4~10s,因此,磷光在光照停止后仍可维持一段时间。荧光和磷光的主要区别激发光谱与发射(荧光)光谱激发光谱与发射光谱激发光谱:不同波长的入射光激发荧光物质,产生的荧光通过固定在某一波长的发射单色器检测的荧光强度,得到荧光吸收光谱。发射光谱:激发光的波长和强度不变,让荧光物质产生的荧光通过发射器照射到检测器上,检测各种波长下相应的荧光强度,得到荧光发射光谱,简称荧光光谱。硫酸奎宁的激发光谱及荧光光谱荧光光谱特征:(1)(2)荧光发射光谱的形状与激发波长无关。(3)与激发光谱大致成镜像对称关系。荧光效率(fluorescenceefficiency)
荧光量子产率(fluorescencequantumyield)物质分子能发射荧光的两个必要条件有机化合物分子结构与荧光的关系长共轭结构分子的刚性和共平面性荧光与分子结构的关系(1)荧光与分子结构的关系(2)荧光与分子结构的关系(3)取代基芳香族化合物苯环上取代基的影响(2)取代基之间若生成氢键,增强分子平面性和刚性会加强荧光。荧光熄灭剂引起荧光熄灭的原因影响荧光强度的主要因素浓度:稀溶液,F∝c(εbc≤0.05)酸度:温度:t低,φ增加。硫酸奎宁在不同激发波长下的荧光(a)与拉曼光谱(b)荧光定量分析荧光强度F与浓度C的关系荧光定量分析的依据荧光分析法与UV-vis灵敏度差异比例法3.多组分混合物的荧光分析(1)如果两组分的荧光峰相互不干扰,可直接测定可分别在各自的?荧波长处测定,求出它们的含量(2)如果两组分的荧光峰相互干扰,但激发光谱有显著区别,在某一激发光下一个组分产生荧光峰,另一组分不产生荧光;可选用不同的激发光进行测定
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