07第7章分子发光分析法.ppt

第7章分子发光分析法 主要内容 荧光分析法原理 荧光分析仪器 荧光分析法及其应用 磷光分析法 化学发光分析法 分子发光分析法:测量被激发的分子回到基态时发生的光辐射进行分析. 特点 灵敏度高： 检出限低，可达ng/mL。 线性范围宽。 发光参数多，所提供的信息量大。 选择性优于吸收光谱法：特定分子才产生 应用范围有限：试样数目有限，可借助探针技术拓宽应用范围。 7.1 荧光分析法原理 2.电子激发态的多重度 激发单重态与三重态的不同 单重态分子 电子自旋配对，具有抗磁性； 寿命10-8～10-6S 从基态单重态的跃迁允许 激发三重态 有两个自旋平行的电子，顺磁性。 寿命较长，10-4～10S 从激发单重态的跃迁为禁阻的 能量稍低：洪德规则 2.激发态→基态的能量传递途径 非辐射能量传递过程 辐射能量传递过程 激发光谱与发射光谱是荧光（磷光）物质的基本特征，定性和定量分析的基本参数和依据。 2.发射光谱 3.激发光谱与发射光谱的关系 镜像规则的解释 三、荧光的产生与分子结构的关系 2.化合物的结构与荧光 （4）取代基效应： 芳环上有供电基，可增强共轭程度，使荧光增强。 吸电子基团使荧光减弱荧光加强：不能增加共额，使S1→T1系间窜跃增加。 重原子效应：磷光增强和荧光减弱。重原子对电子自旋影响较大，造成激发的单重态和三重态电子在能量上接近，有利于S1→T1系间窜跃增加。 同π电子体系作用小的基团影响较小。 溶液的荧光强度 一般选择在与激发光源垂直的方向上测量荧光强度If. 即溶液的荧光强度与浓度成正比。 影响荧光强度的因素 4.溶液荧光的猝灭 7.2荧光分析仪器 仪器光路图 7.3荧光分析方法与应用 分子发光分析法是最灵敏的分析方法之一，灵敏度在很多情况下比UV-VIS高的多，更适合与的浓度的分析。 荧光强度直接与物质浓度成正比，在很小噪声背景下测得的发射信号；分光光度法中，吸光度与浓度成正比，测得的吸光度取决于入射和透射光强度。 可采用增加入射光强或增大荧光方法倍数来提高灵敏度。 2.定量依据与方法 （2）定量方法 3.荧光分析法的应用 有机化合物的分析 脂肪族化合物：大多采用生成产生荧光的化合物，测量荧光强度；对于高度共轭体系的可直接测量。 芳香族化合物：直接测定。 部分药物 生化研究 7.4磷光分析法 磷光的特点 1. 波长比荧光长 2. 寿命比荧光长 3. 寿命和辐射强度对于重原子和顺磁性离子及其敏感。 提高磷光强度的方法 低温磷光：激发三重态的寿命长，在室温下易失活。 重原子效应：提高磷光物质的磷光强度，提高分析灵敏度。 固体基质室温磷光法：减少三重态的去活 胶束稳定溶液室温磷光法：增加被分析物的刚性，减少因碰撞引起的能量损失。 三要素：胶束作用；重原子效应；除氧 仪器及应用 仪器：磷光附件 液槽：实现低温 磷光镜：磷光的长寿命 应用：主要用于测定有机化合物和生物物质 7.5 化学发光 化学发光的类型 三、装置与技术 二、特点 作业 7.15； 7.17； 7.18。 (1)无机化合物的分析 直接荧光法： 与有机络合剂生成可发荧光的络合物配合物后测量；可测量约60多种元素。 铍、铝、硼、镓、硒、镁、稀土常采用荧光分析法； 荧光淬灭法：使荧光络合物的荧光强度降低。 氟、硫、铁、银、钴、镍采用荧光淬灭法测定； 一、基本原理 在化学反应过程中，某些化合物接受能量而被激发，从激发态返回基态时，发射出一定波长的光。 条件：1）化学反应提供足够的激发能，多位氧化还原反应 ?E=170～300 kJ/mol ； 2）化学反应能量能被物质吸收并生产激发态； 3）足够大的激发态发光效率； 4）激活能须由某一步骤单独提供。 2.化学发光效率 化学效率： 发光效率： 时刻t 的化学发光强度(单位时间发射的光量子数)： dc/dt 分析物参加反应的速率； 3.化学发光强度与化学发光分析的依据 在化学发光分析中，被分析物相对于发光试剂小得多，对于一级动力学反应： dc/dt =Kc； K 为反应速率常数。 定性依据： （1）在一定条件下，峰值光强度与被测物浓度成线性； （2）在一定条件下，曲线下面积为发光总强度(S)，其与被测物浓度成线性： 直接化学发光： 化学反应能量传递的结果是生产某种激发态产物时，这种激发态产物分子直接回到基态，释放光子。 气相化学发光 间接化学发光： 激发态分子将能量转移给另一发光体使之激发，在返回基态过程中以光的形式释放能量。 液相化学发光 （1）气相化学发光反应 a. 一氧化氮与O3的发光反应