荧光分光光度法PPT课件.ppt

第三章 荧光分光光度法 (Fluorescence Spectrophotometry) （5）荧光的熄灭 　　荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用引起荧光强度降低的现象称为荧光熄灭。 这些引起荧光强度降低的物质称为熄灭剂。 　　 导致荧光熄灭作用的主要类型: （a）碰撞熄灭：碰撞熄灭是荧光熄灭的主要原因。 它是指处于单重激发态的荧光分子M*与熄灭剂Q发生碰撞后，使激发态分子以无辐射跃迁方式回到基态，因而产生的熄灭作用。 　 碰撞熄灭的定量方程： F0/F-1=k [Q] 上式称为Stern-Volmer方程式。 式中：k为熄灭常数；[Q]为熄灭剂浓度，单位mol/L；F0、F分别为熄灭剂不存在时和存在时，溶液的荧光强度。 ?）k与体系的粘度有关系，粘度越大，k越小； ?）k与体系的温度有关系，温度升高，k也升高；温度每升高1?C，k值增加在2%以下； ?）熄灭剂的浓度[Q]不得大于10mol/L。 （b）组成化合物的熄灭 　　有些荧光熄灭现象不能用碰撞熄灭理论来解释。 例如：某些荧光物质溶液在加入一些熄灭剂之后，（*）溶液的吸收光谱有了显著的改变，（*）溶液的荧光强度显著降低。（*）荧光强度随着温度的升高而增强。 以上几种情况都是因为组成化合物熄灭所致。 上述情况可能是： 络合 M（有荧光）+Q ? MQ（无荧光） 分解 T?， MQ ? M?+Q （荧光增强） 　　 （c）转入三重线态（级）的熄灭 　　含溴化合物、碘化合物、硝基化合物、重氮化合物、羰基化合物、羧基化合物及某些杂环化合物，容易转入三重线级，溶液中绝大部分转入三重线级的分子在一般温度下不发光，它们将多余的能量消耗于它们与其它分子的碰撞之中，因而引起荧光熄灭。 　　　 　 溶液中的溶解氧常对荧光产生熄灭作用。这可能是由于顺磁性的氧分子与处于单重激发态的荧光物质分子相作用，促进形成顺磁性的三重态荧光分子，即加速系间窜跃所致。 实验证明：O2的熄灭作用，似乎是随溶剂的介电常数的减小而增加，所以O2在水溶液中熄灭作用较小，而在有机溶剂中熄灭作用较强。 （d）发生电子转移反应的熄灭 　 某些熄灭剂分子与荧光物质的分子相互作用时，发生了电子转移的反应，即氧化-还原反应，因而引起荧光的熄灭。 　例：甲基兰荧光溶液被Fe2+熄灭 D* + Fe2+? D- + Fe3+ 　　　 有荧光 　 无荧光 　　　 发生电子转移反应的熄灭剂并不限于金属离子，I-， Br-，S2O32-等易于给出电子的阴离子对奎宁、罗丹明及荧光素钠等有机荧光物质也会发生熄灭作用。 （e）荧光物质的自熄灭 　　荧光物质溶液的浓度大于1g/L时，常常发生自熄灭现象，所以液态纯物质的荧光一般都不强烈。 此种熄灭的原因：?）由于浓度大，分子碰撞几率大，因而引起能量损失大；?）溶液浓度过高，物质分子发生二聚体乃至多聚体，而这些多聚体不发光。 　 （6）光散射 　　光散射常常关系到一个实验的灵敏度和再现性。 实践中常遇到的光散射包括溶液的瑞利散射和拉曼散射、器壁的散射及胶粒的散射（丁铎尔散射）。 　　　 　 当物质分子吸收了频率较低的光能后，并不足使分子中的电子跃迁到电子的激发态，而只是上升到基态中较高的振动能级上去，若在10-15~10-12s返回到原能级，此时辐射出和激发光相同波长的光，称为瑞利散射。 　　 若返回到较原能级稍高或稍低的振动能级上，辐射出较激发光稍长或稍短的光，称为拉曼散射。 （7）表面吸附 　　在稀溶液中（1?g/mL），表面吸附尤为明显，特别是有机溶剂，此吸附更为厉害。溶质常常吸附在瓶子、吸管和吸收池等壁上。 芳香族化合物易吸附，并且所用溶剂的极性越小，吸附就越大。 在非极性溶剂中加一点极性溶剂，常常可以减少这种吸附损失。 ?3.4 荧光分析的仪器、特点及注意事项 １. 荧光的分析仪器 由光源发出的光，经第一单色器（激发单色器）后，得到所需要的激发光波长。 荧光物质被激发后，将向四面八方发射荧光，但为了消除入射光及散射光的影响，荧光的测定应在与激发光呈直角的方向上进行。 仪器中的第二单色器称为荧光单色器。它的作用是消除溶液中可能共存的其它光线的干扰，以获得所需要的荧光。 (1)光源