第四章 分子发光分析.ppt

第四章 分子发光分析 一、概述 什么是分子发光分析？ 是基于被测物质的基态分子吸收能量被激发到较高电子能态后，在返回基态过程中，以发射辐射的方式释放能量，通过测量辐射光的强度对被测物质进行定量测定的一类分析方法。 2. 分子发光分析的分类 根据提供能量的方式分类 光致发光 分子荧光分析法(molecular fluorescence analysis) 分子磷光分析法(phosphorescence analysis) 化学发光 化学发光分析法(chemiluminescence analysis) 热致发光、场致发光…? 二、荧光和磷光分析基本原理 1. 荧光和磷光的产生 （1）分子的能级与跃迁 电子能级，振动能级，转动能级 基态S0 电子激发态的多重度 M=2S+1 s为电子自旋量子数 的代数和，S=0或1 （2）激发态至基态的能量传递途径 荧光发射 电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态（多为S1→S0跃迁），发射波长为 ?2的荧光；寿命10-7～10-9 s 。 磷光发射 电子由第一激发三重态的最低振动能级→基态（T1→S0跃迁）；寿命10-4～10 s 。 电子由S0进入T1的可能过程：（S0→T1禁阻跃迁） S0→激发→振动弛豫→内转换→系间跨越→振动弛豫→T1 2. 激发光谱和发射光谱 （1）激发光谱 固定发射光波长，改变入射光（激发光）波长，以发射光强度对激发光波长作图所得到的光谱。 （2）发射光谱 固定激发光波长与强度，以发射光强度对波长作图所得到的光谱。 （3）发射光谱的特性 Stokes位移 荧光发射波长大于激发波长 发射光谱的形状与激发波长无关 镜像规则 3.荧光的产生与分子结构的关系 （2）荧光与分子结构的关系 刚性平面结构 可降低分子振动，减少系间窜跃及碰撞去活的可能性。 取代基效应 芳环上如有供电基，p-π作用使共轭程度增大，荧光增强。 4.影响荧光强度的外部因素 溶剂的影响 一般荧光波长随着溶剂极性的增大而向长波方向移动 温度的影响 大多数荧光物质随着温度的增高，其荧光效率和荧光强度降低 溶液pH值的影响 影响分子的电离状态，从而显著影响荧光光谱的形状和强度 荧光猝灭（quenching） 荧光物质与溶剂分子或其他溶剂分子相互作用，引起荧光强度下降或消失的现象。 猝灭剂：能引起荧光猝灭的物质 动态猝灭：激发态荧光分子与猝灭剂碰撞后，发生能量转移引起猝灭 静态猝灭：猝灭剂与基态荧光分子形成配合物等引起的荧光猝灭 采用荧光进行痕量测定时要除氧，why？ 与光谱有关的干扰 散射光的影响：瑞利散射、拉曼散射 什么是瑞利散射和拉曼散射？改变激发光的波长能避免其干扰，Why？ 激发光照的影响… 内滤光作用等… 四、荧光（磷光）分析仪 磷光检测附件 四、荧光（磷光）定量分析 2. 线性关系偏离的原因 内滤效应：溶液中杂质（增多）及前部溶液对入射光吸收，使激发光（溶液中后部）强度降低 浓溶液：发生溶质间相互作用，碰撞去活概率增大 自吸收：荧光发射波长同化合物的吸收波长有重叠 3. 定量方法 标准曲线法 单点校正 五、荧光分析的特点与应用 1. 荧光分析法的特点 灵敏度高，why？单分子检测 试样用量少 选择性高，why？ 信息量丰富 2. 荧光分析法的应用 （2）联用技术的检测器 高效液相色谱、毛细管电泳的检测器。微型化分析方法如基因芯片、微流控芯片的检测手段。 （3）分子结构性能测定 为分子结构及分子间相互作用的研究提供有用的信息。 3. 荧光分析技术进展 同步荧光光谱 激光诱导荧光光谱分析法 时间分辨荧光分析法 同步荧光光谱 激光诱导荧光光谱分析法 采用单色性好、强度大的激光作为光源 采用多通道检测的电荷耦合器件CCD、单光子二极管或单光子光电倍增管等作为检测器 大大提高了荧光分析法的灵敏度 时间分辨荧光分析法 脉冲激光光源，通过时间延迟装置，用发射单色器进行扫描，获得时间分辨发射光谱 六、化学发光分析简介 1. 化学发光分析的原理 2. 化学发光的分类 直接化学反应发光 A + B ? C* + D C* ? C + h? 例: NO + O3 ? NO2* + O2 NO2* ? NO2 + h? 间接化学反应发光 A + B — C* + D C* +F— F* + C F* — F + h? 3. 对化学发光反应的要求 反应必须提供足够的能量；