分子发光荧光与磷光精选PPT.ppt

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1、关于分子发光荧光与磷光第1页，讲稿共75张，创作于星期一7.1 分子发光的基本原理分子发光的基本原理vv第第第第一一一一次次次次记记记记录录录录荧荧荧荧光光光光现现现现象象象象的的的的是是是是1616世世世世纪纪纪纪西西西西班班班班牙牙牙牙的的的的内内内内科科科科医医医医生生生生和和和和植植植植物物物物学学学学家家家家N.MonardesN.Monardes，15751575年年年年 他他他他 提提提提 到到到到 在在在在 含含含含 有有有有 一一一一 种种种种 称称称称 为为为为“Lignum“Lignum Nephriticum”Nephriticum”的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱

2、的天蓝色。的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱的天蓝色。的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱的天蓝色。的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱的天蓝色。vv直直直直到到到到18521852年年年年，StokesStokes在在在在考考考考察察察察奎奎奎奎宁宁宁宁和和和和叶叶叶叶绿绿绿绿素素素素的的的的荧荧荧荧光光光光时时时时，用用用用分分分分光光光光光光光光度度度度计计计计观观观观察察察察到到到到其其其其荧荧荧荧光光光光的的的的波波波波长长长长比比比比入入入入射射射射光光光光的的的的波波波波长长长长稍稍稍稍微微微微长长长长些些些些，才才才才判判判判断断断断这这这这种种种种现现现现象象象象是是是是这

3、这这这些些些些物物物物质质质质在在在在吸吸吸吸收收收收光光光光能能能能后后后后重重重重新新新新发发发发射射射射不不不不同同同同波波波波长长长长的的的的光光光光，而而而而不不不不是是是是由由由由光光光光的的的的漫漫漫漫射射射射作作作作用用用用所所所所引引引引起起起起的的的的，从从从从而而而而导导导导入入入入了了了了荧荧荧荧光光光光是是是是光光光光发发发发射射射射的的的的概概概概念念念念，他他他他还还还还由由由由发发发发荧荧荧荧光光光光的的的的矿矿矿矿石石石石“萤萤萤萤石石石石”推推推推演演演演而而而而提提提提出出出出“荧光荧光荧光荧光”这一术语。这一术语。这一术语。这一术语。vv18671867

4、年年年年，GoppelsroderGoppelsroder进进进进行行行行了了了了历历历历史史史史上上上上首首首首次次次次的的的的荧荧荧荧光光光光分分分分析析析析工工工工作作作作，应应应应用用用用铝铝铝铝桑色素配合物的荧光进行铝的测定。桑色素配合物的荧光进行铝的测定。桑色素配合物的荧光进行铝的测定。桑色素配合物的荧光进行铝的测定。vv1919世世世世纪纪纪纪以以以以前前前前，荧荧荧荧光光光光的的的的观观观观察察察察是是是是靠靠靠靠肉肉肉肉眼眼眼眼进进进进行行行行的的的的，直直直直到到到到19281928年年年年，才才才才由由由由JetteJette和和和和WestWest提出了第一台荧光计。提

5、出了第一台荧光计。提出了第一台荧光计。提出了第一台荧光计。第2页，讲稿共75张，创作于星期一一、荧光与磷光的产生过程luminescence process of molecular fluorescence phosphorescence 由分子结构理论，主要讨论荧光及磷光的产生机理。1.分子能级与跃迁分子能级与跃迁 分子能级比原子能级复杂；在每个电子能级上，都存在振动、转动能级；基态(S0)激发态(S1、S2、激发态振动能级)：吸收特定频率的辐射；量子化；跃迁一次到位；激发态基态：多种途径和方式(见能级图)；速度最快、激发态寿命最短的途径占优势；第一、第二、电子激发单重态 S1、S2；第一

6、、第二、电子激发三重态 T1、T2 ；第3页，讲稿共75张，创作于星期一2.电子激发态的多重度 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(0或1)；平行自旋比成对自旋稳定(洪特规则)，三重态能级比相应单重态能级低；大多数有机分子的基态处于单重态；S0T1 禁阻跃迁；通过其他途径进入(见能级图)；进入的几率小；第4页，讲稿共75张，创作于星期一2.激发态基态的能量传递途径(分子的去激过程)电电子子处处于于激激发发态态是是不不稳稳定定状状态态，返返回回基基态态时时，通通过过辐辐射射跃跃迁迁(发光发光)和无辐射跃迁等方式失去能量；和无辐射跃迁等方式失去能量；传递途径传递途径辐射跃

7、迁荧光延迟荧光磷光内转移外转移系间跨越振动弛预无辐射跃迁 激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大，发光强度相对大；荧光荧光：10-710-9 s,第一激发单重态单重态的最低振动能级基态；磷光磷光：10-410s；第一激发三重态三重态的最低振动能级基态；第5页，讲稿共75张，创作于星期一S2S1S0T1吸吸收收发发射射荧荧光光发发射射磷磷光光系间跨越内转换振动弛豫能量 2 1 3 外转换 2T2内转换振动弛豫分子吸收和发射过程的Jablonski能级图第6页，讲稿共75张，创作于星期一非辐射能量传递过程振动弛豫振动弛豫：在凝聚相体系中，被激发到激发态(如S1和S2)的分子能通过与溶剂分

8、子的碰撞迅速以热的形式把多余的振动能量传递给周围的分子，而自身返回该电子能级的最低振动能级，这个过程称为振动弛豫。发生振动弛豫的时间10-12 s。内转换内转换：当S2的较低振动能级与S1的较高振动能级的能量相当或重叠时，分子有可能从S2的振动能级以无辐射方式过渡到S1的能量相等的振动能级上。这个过程称为内转换。内转换发生的时间约为10-12 s。内转换过程同样也发生在激发态三重态的电子能级间。由于振动弛豫和内转换过程极为迅速(10-12 s)，因此，激发后的分子很快回到电子第一激发单重态S1的最低振动能级。所以高于第一激发态的荧光发射十分少见。第7页，讲稿共75张，创作于星期一外外转转换换：

9、激发分子与溶剂或其他分子之间产生相互作用而转移能量的非辐射跃迁；外转换过程是荧光或磷光的竞争过程，因此，该过程使荧光或磷光减弱或“猝灭”。系系间间跨跨越越：是不同多重态之间的一种无辐射跃迁。该过程是激发电子改变其自旋态，分子的多重性发生变化的结果。当两种能态的振动能级重叠时，这种跃迁的概率增大。如S1到T1跃迁就是系间跃迁的例子，即单重态到三重态的跃迁。即较低单重态振动能级与较高的三重态振动能级重叠。这种跃迁是“禁阻”的。改变电子自旋，禁阻跃迁，通过自旋轨道耦合进行。第8页，讲稿共75张，创作于星期一辐射能量传递过程 荧光发射：荧光发射：当分子处于第一激发单重态当分子处于第一激发单重态S1的最

10、低能级时，分子返回的最低能级时，分子返回基态的过程比振动弛豫和内转化过程慢得多。分子可能通过发射光基态的过程比振动弛豫和内转化过程慢得多。分子可能通过发射光子跃迁回到基态子跃迁回到基态S0的各振动能级上，这个过程称为荧光发射。的各振动能级上，这个过程称为荧光发射。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；10-710-9 s。由图可见，发射荧光的能量比分子吸收的能量小，波长长；2 2 1；第9页，讲稿共75张，创作于星期一磷光发射磷光发射：激发态分子经过系间跨跃达到激发三重态后，并经过迅速的振动弛豫达到第一激发三重态(T1)的最低振动能级上，从T1态

11、分子经发射光子返回基态。此过程称为磷光发射。磷光发射是不同多重态之间的跃迁(即T1 S0)，故属于“禁阻”跃迁。因此磷光的寿命比荧光要长很多，约为10-3到10s。所以，将激发光从磷光样品移走后，还常可以观察到发光现象，而荧光发射却观察不到该现象。第10页，讲稿共75张，创作于星期一一一一一.分子荧光与磷光的产生分子荧光与磷光的产生分子荧光与磷光的产生分子荧光与磷光的产生1.1.单重态与三重态单重态与三重态单重态与三重态单重态与三重态2.分子的活化与去活化3.3.分子发光的类型分子发光的类型分子发光的类型分子发光的类型按激发的模式分类：按激发的模式分类：按激发的模式分类：按激发的模式分类：按分

12、子激发态的类型分类：按分子激发态的类型分类：按分子激发态的类型分类：按分子激发态的类型分类：光致发光光致发光光致发光光致发光化学发光化学发光化学发光化学发光/生物发光生物发光生物发光生物发光热致发光热致发光热致发光热致发光场致发光场致发光场致发光场致发光摩擦发光摩擦发光摩擦发光摩擦发光 分子发光分子发光分子发光分子发光分子发光分子发光分子发光分子发光荧光荧光荧光荧光磷光磷光磷光磷光瞬时荧光瞬时荧光瞬时荧光瞬时荧光迟滞荧光迟滞荧光迟滞荧光迟滞荧光按光子能量分类：按光子能量分类：按光子能量分类：按光子能量分类：斯托克斯荧光斯托克斯荧光斯托克斯荧光斯托克斯荧光(Stokes)(Stokes)：exe

13、x emem共振荧光共振荧光共振荧光共振荧光(Resonance)(Resonance)：exex=emem 荧光荧光荧光荧光 第11页，讲稿共75张，创作于星期一分子的活化与去活化S S0 0S S1 1T T1 1S S2 2紫紫紫紫外外外外可可可可见见见见吸吸吸吸收收收收光光光光谱谱谱谱外转移外转移外转移外转移紫紫紫紫外外外外可可可可见见见见共共共共振振振振荧荧荧荧光光光光光光光光谱谱谱谱内转移内转移内转移内转移荧光荧光荧光荧光系间系间系间系间窜跃窜跃窜跃窜跃磷磷磷磷光光光光反系间反系间反系间反系间窜跃窜跃窜跃窜跃迟迟迟迟滞滞滞滞荧荧荧荧光光光光振动弛豫振动弛豫振动弛豫振动弛豫.无辐射跃

14、迁的类型无辐射跃迁的类型无辐射跃迁的类型无辐射跃迁的类型振动弛豫振动弛豫振动弛豫振动弛豫:V Vr r 1010-12-12secsec外外外外 转转转转 移移移移:无辐射跃迁回无辐射跃迁回无辐射跃迁回无辐射跃迁回到基态到基态到基态到基态内内内内 转转转转 移移移移:S S2 2SS1 1能级之间能级之间能级之间能级之间有重叠有重叠有重叠有重叠系间窜跃系间窜跃系间窜跃系间窜跃:S S2 2TT1 1能级之能级之能级之能级之间有重叠间有重叠间有重叠间有重叠反系间窜跃反系间窜跃反系间窜跃反系间窜跃:由外部获取由外部获取由外部获取由外部获取能量后能量后能量后能量后 T T1 1 S S2 2.辐射跃

15、迁的类型辐射跃迁的类型辐射跃迁的类型辐射跃迁的类型共振荧光：共振荧光：共振荧光：共振荧光：1010-12-12 secsec荧荧荧荧 光：光：光：光：1010-8-8 secsec磷磷磷磷 光：光：光：光：110110-4-4 secsec迟滞荧光迟滞荧光迟滞荧光迟滞荧光:10102 21010-4-4 secsec第12页，讲稿共75张，创作于星期一二二二二.分子荧光分子荧光分子荧光分子荧光(磷光磷光磷光磷光)光谱光谱光谱光谱1.1.荧光荧光荧光荧光(磷光磷光磷光磷光)激发光谱与发射光谱激发光谱与发射光谱激发光谱与发射光谱激发光谱与发射光谱荧光荧光荧光荧光(磷光磷光磷光磷光)均为光致发光，在

16、光辐射的作用下，荧光物质发射出不均为光致发光，在光辐射的作用下，荧光物质发射出不均为光致发光，在光辐射的作用下，荧光物质发射出不均为光致发光，在光辐射的作用下，荧光物质发射出不同波长的荧光。同波长的荧光。同波长的荧光。同波长的荧光。任何荧光分子都具有两种特征的光谱，即激发光谱和发射光谱。荧光(磷光)：光致发光，照射光波长如何选择？第13页，讲稿共75张，创作于星期一A.A.荧光激发光谱荧光激发光谱荧光激发光谱荧光激发光谱固定固定固定固定 emem=620nm(MAX)=620nm(MAX)exex=290nm =290nm(MAX)(MAX)固定发射波长固定发射波长固定发射波长固定发射波长扫描

17、激发波长扫描激发波长扫描激发波长扫描激发波长荧光激发光谱与紫外荧光激发光谱与紫外荧光激发光谱与紫外荧光激发光谱与紫外-可见吸收光谱类似可见吸收光谱类似可见吸收光谱类似可见吸收光谱类似 固定测量波长(选最大发射波长),化合物发射的荧光(磷光)强度与照射光波长的关系曲线。第14页，讲稿共75张，创作于星期一B.B.发射光谱发射光谱发射光谱发射光谱(荧光光谱荧光光谱荧光光谱荧光光谱)固定激发光波长(选最大激发波长),化合物发射的荧光(或磷光强度)与发射光波长关系曲线。第15页，讲稿共75张，创作于星期一D.D.磷光光谱磷光光谱磷光光谱磷光光谱与发射光谱相同条件下的磷光光谱与发射光谱相同条件下的磷光光

18、谱与发射光谱相同条件下的磷光光谱与发射光谱相同条件下的磷光光谱激发光谱激发光谱激发光谱激发光谱发射光谱发射光谱发射光谱发射光谱第16页，讲稿共75张，创作于星期一200250300350400450500荧光激发光谱荧光激发光谱荧光发射光谱荧光发射光谱nm蒽的激发光谱和荧光光谱蒽的激发光谱和荧光光谱第17页，讲稿共75张，创作于星期一三、荧光光谱的特征激发光谱与发射光谱的关系1、Stokes位移 在溶液中，分子的荧光发射波长总是比其相应的吸收(或激发)光谱的波长长，荧光发射这种波长位移的现象称为Stokes位移。处于激发态的分子一方面由于振动弛豫等损失了部分能量，另一方面溶剂分子的弛豫作用使其

19、能量进一步损失，因而产生了发射光谱波长的位移，这种位移表明在荧光激发和发射之间所产生的能量损失。第18页，讲稿共75张，创作于星期一2.2.镜像对称规则镜像对称规则镜像对称规则镜像对称规则 exex=290nm =290nm(MAX)(MAX)固定固定固定固定 emem=620nm(MAX)=620nm(MAX)固定固定固定固定 exex=290nm=290nm(MAX)(MAX)emem=620nm 620nm(MAX)(MAX)S S0 04 43 32 21 1S S1 14 43 32 21 11 1 4 41 1 3 31 1 2 21 11 11 1 4 41 1 4 41 1 2

20、 21 1 1 1 通常荧光发射光谱与它的吸收光谱（与激发光谱形状一样）成镜像对称关系。第19页，讲稿共75张，创作于星期一镜像规则的解释大多数吸收光谱的形状表明了分子的第一激发态的振动能级结构，而荧光发射光谱则表明了分子基态的振动能级结构一般情况下，分子的基态和第一激发单重态的振动能级结构相似，因此吸收光谱的形状与荧光发生光谱的形状呈镜像对称关系。第20页，讲稿共75张，创作于星期一3、荧光发射光谱的形状与激发波长无关 一般地，用不同波长的激发光激发荧光分子，可以观察到形状相同的荧光发射光谱。荧光分子无论被激发到哪一个激发态，处于激发态的分子经振动弛豫及内转换等过程最终回到第一激发态的最低振

21、动能级。而分子的荧光发射总是从第一激发态的最低振动能级跃迁到基态的各振动能级上，所以荧光光谱的形状与激发波长无关。第21页，讲稿共75张，创作于星期一S2S1S0T1吸吸收收发发射射荧荧光光发发射射磷磷光光系间跨越内转换振动弛豫能量 2 1 3 外转换 2T2内转换振动弛豫分子吸收和发射过程的Jablonski能级图第22页，讲稿共75张，创作于星期一2.2.2.2.三维荧光光谱三维荧光光谱三维荧光光谱三维荧光光谱I I F F f f f f(exex 、emem)蒽的激发光谱蒽的激发光谱蒽的激发光谱蒽的激发光谱固定发射波长、扫描激发波长固定发射波长、扫描激发波长固定发射波长、扫描激发波长固

22、定发射波长、扫描激发波长第23页，讲稿共75张，创作于星期一I I F F f f f f(exex 、emem)蒽的发射光谱蒽的发射光谱蒽的发射光谱蒽的发射光谱固定激发波长、扫描发射波长固定激发波长、扫描发射波长固定激发波长、扫描发射波长固定激发波长、扫描发射波长第24页，讲稿共75张，创作于星期一蒽的三维等高线光谱图蒽的三维等高线光谱图蒽的三维等高线光谱图蒽的三维等高线光谱图 第25页，讲稿共75张，创作于星期一蒽的三维等荧光强度光谱蒽的三维等荧光强度光谱蒽的三维等荧光强度光谱蒽的三维等荧光强度光谱第26页，讲稿共75张，创作于星期一VBVB1 1和和和和VBVB2 2的三维荧光光谱的三维

23、荧光光谱的三维荧光光谱的三维荧光光谱第27页，讲稿共75张，创作于星期一RLSRLSDSDSTSTSATSATSADSADS散射片三维共振光散射光谱散射片三维共振光散射光谱散射片三维共振光散射光谱散射片三维共振光散射光谱3.3.3.3.三维共振光散射光谱三维共振光散射光谱三维共振光散射光谱三维共振光散射光谱ADSADSATSATSTSTSRLSDSDS散射片三维共振光散射等高线光谱图散射片三维共振光散射等高线光谱图散射片三维共振光散射等高线光谱图散射片三维共振光散射等高线光谱图共振光散射共振光散射共振光散射共振光散射瑞利散射瑞利散射瑞利散射瑞利散射固定固定固定固定 exex=270nm=270

24、nm拉曼光拉曼光拉曼光拉曼光二级共振光散射二级共振光散射二级共振光散射二级共振光散射三级共振光散射三级共振光散射三级共振光散射三级共振光散射荧光光谱有用区间荧光光谱有用区间荧光光谱有用区间荧光光谱有用区间第28页，讲稿共75张，创作于星期一三三三三.分子荧光分子荧光分子荧光分子荧光(磷光磷光磷光磷光)强度与荧光物质浓度的关系强度与荧光物质浓度的关系强度与荧光物质浓度的关系强度与荧光物质浓度的关系1.1.荧光强度荧光强度荧光强度荧光强度(磷光磷光磷光磷光)与浓度的关系与浓度的关系与浓度的关系与浓度的关系光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律（Lambert Beer LawLambert Be

25、er Law）相应的吸光分数为：相应的吸光分数为：相应的吸光分数为：相应的吸光分数为：荧光强度（荧光强度（荧光强度（荧光强度（I IF F）与相应的吸光分数成正比：）与相应的吸光分数成正比：）与相应的吸光分数成正比：）与相应的吸光分数成正比：按照级数展开式：按照级数展开式：按照级数展开式：按照级数展开式：第29页，讲稿共75张，创作于星期一对于稀溶液，当对于稀溶液，当对于稀溶液，当对于稀溶液，当 bc bc0.0.0505（磷光磷光磷光磷光 bc bc0.10001000 p p(s)(s)2.62.62.52.51.41.40.230.230.0140.0140.0020.0023 36.6

26、.溶剂效应溶剂效应溶剂效应溶剂效应蓝移蓝移蓝移蓝移:E E n*n*E E n*n*红移红移红移红移:E E*E E*在极性溶剂中：在极性溶剂中：在极性溶剂中：在极性溶剂中：无溶剂化作用无溶剂化作用无溶剂化作用无溶剂化作用有溶剂化作用有溶剂化作用有溶剂化作用有溶剂化作用第37页，讲稿共75张，创作于星期一三.金属螯合物的荧光1.1.螯合物中配位体的发光螯合物中配位体的发光螯合物中配位体的发光螯合物中配位体的发光2.2.螯合物中金属离子的发光螯合物中金属离子的发光螯合物中金属离子的发光螯合物中金属离子的发光8-8-羟基喹啉羟基喹啉羟基喹啉羟基喹啉弱荧光弱荧光弱荧光弱荧光8-8-羟基喹啉羟基喹啉羟

27、基喹啉羟基喹啉-Zn-Zn螯合物螯合物螯合物螯合物黄绿色强荧光黄绿色强荧光黄绿色强荧光黄绿色强荧光2,2-2,2-二羟基偶氮苯二羟基偶氮苯二羟基偶氮苯二羟基偶氮苯无荧光无荧光无荧光无荧光2,2-2,2-二羟基偶氮苯二羟基偶氮苯二羟基偶氮苯二羟基偶氮苯-Al-Al螯合物螯合物螯合物螯合物强荧光强荧光强荧光强荧光T T1 1系间窜跃系间窜跃系间窜跃系间窜跃S S0 0S S1 1d d*、f f*d d*d d f f*f f 荧光荧光荧光荧光分子内能量转移分子内能量转移分子内能量转移分子内能量转移第38页，讲稿共75张，创作于星期一三、影响荧光强度的环境因素1.1.溶剂的影响溶剂的影响 除一般溶

28、剂效应外，溶剂的极性、氢键、配位键的形成都将使化合物的荧光发生变化；2.2.温度的影响温度的影响 荧光强度对温度变化敏感，温度增加，外转换去活的几率增加。3.3.溶液溶液pHpH 对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制；第39页，讲稿共75张，创作于星期一4.内滤光作用和自吸现象自自吸吸现现象象：化合物的荧光发射光谱的短波长端与其吸收光谱的长波长端重叠，产生自吸收；如蒽化合物。内滤光作用内滤光作用：溶液中含有能吸收激发光或荧光物质发射的荧光，如色胺酸中的重铬酸钾；第40页，讲稿共75张，创作于星期一5.溶液荧光的猝灭荧荧荧荧 光光光光 熄熄熄熄 灭灭灭灭：荧荧荧荧光光光光分分分分子子子

29、子与与与与溶溶溶溶剂剂剂剂分分分分子子子子或或或或其其其其它它它它溶溶溶溶质质质质分分分分子子子子相相相相互互互互作作作作用用用用引引引引起起起起荧光强度降低或消失的现象。荧光强度降低或消失的现象。荧光强度降低或消失的现象。荧光强度降低或消失的现象。荧光熄灭剂荧光熄灭剂荧光熄灭剂荧光熄灭剂：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧光熄灭剂。：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧光熄灭剂。：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧光熄灭剂。：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧光熄灭剂。第41页，讲稿共75张，创作于星期一1.1.碰撞熄灭碰撞熄灭碰撞熄灭碰撞熄灭相对速率相对速率相对速率相对速率 1 1K K1 1 M

30、M*K K2 2 MM*Q Q 与分子的直径、与分子的直径、与分子的直径、与分子的直径、粘度、温度等因素有粘度、温度等因素有粘度、温度等因素有粘度、温度等因素有关。关。关。关。2.2.能量转移熄灭能量转移熄灭能量转移熄灭能量转移熄灭再吸收过程：再吸收过程：再吸收过程：再吸收过程：共振能量转移：共振能量转移：共振能量转移：共振能量转移：分子内能量转移：分子内能量转移：分子内能量转移：分子内能量转移：hvhv激发激发激发激发发射发射发射发射熄灭熄灭熄灭熄灭第42页，讲稿共75张，创作于星期一3.3.氧的熄灭作用氧的熄灭作用氧的熄灭作用氧的熄灭作用氧分子是荧光、磷光的熄灭剂，氧分子是荧光、磷光的熄灭

31、剂，氧分子是荧光、磷光的熄灭剂，氧分子是荧光、磷光的熄灭剂，4.4.自熄灭与自吸收自熄灭与自吸收自熄灭与自吸收自熄灭与自吸收当荧光物质的浓度大于当荧光物质的浓度大于当荧光物质的浓度大于当荧光物质的浓度大于1g/L1g/L时，常发生荧光的自熄灭时，常发生荧光的自熄灭时，常发生荧光的自熄灭时，常发生荧光的自熄灭(浓度熄灭浓度熄灭浓度熄灭浓度熄灭)自吸收：自吸收：自吸收：自吸收：没有除氧，溶液中没有除氧，溶液中没有除氧，溶液中没有除氧，溶液中难以观察到磷光难以观察到磷光难以观察到磷光难以观察到磷光由于由于由于由于 F F 1 1，使荧光强，使荧光强，使荧光强，使荧光强度减弱或消失度减弱或消失度减弱或

32、消失度减弱或消失.形成二聚体：形成二聚体：形成二聚体：形成二聚体：由于二聚体不发荧光，或发射荧光的能量有改变，造成自熄灭现象。由于二聚体不发荧光，或发射荧光的能量有改变，造成自熄灭现象。由于二聚体不发荧光，或发射荧光的能量有改变，造成自熄灭现象。由于二聚体不发荧光，或发射荧光的能量有改变，造成自熄灭现象。第43页，讲稿共75张，创作于星期一7.3 7.3 荧光荧光荧光荧光(磷光磷光磷光磷光)分光光度计分光光度计分光光度计分光光度计一一一一.主要组成及部件的功能主要组成及部件的功能主要组成及部件的功能主要组成及部件的功能荧光分光光度计工作原理基及仪器结构框图荧光分光光度计工作原理基及仪器结构框图

33、荧光分光光度计工作原理基及仪器结构框图荧光分光光度计工作原理基及仪器结构框图光源光源光源光源氙氙氙氙灯灯灯灯激发单色器激发单色器激发单色器激发单色器样品池样品池样品池样品池光电倍增管光电倍增管光电倍增管光电倍增管数据处理数据处理数据处理数据处理仪器控制仪器控制仪器控制仪器控制光源光源光源光源样品池样品池样品池样品池激发激发激发激发单色器单色器单色器单色器检测器检测器检测器检测器数据处理数据处理数据处理数据处理仪器控制仪器控制仪器控制仪器控制发射发射发射发射单色器单色器单色器单色器发射单色器发射单色器发射单色器发射单色器问问问问题题题题：荧荧荧荧光光光光分分分分光光光光光光光光度度度度计计计计与

34、与与与紫紫紫紫外外外外-可可可可见见见见分分分分光光光光光光光光度度度度计有何异同点？计有何异同点？计有何异同点？计有何异同点？第44页，讲稿共75张，创作于星期一二二二二.光源光源光源光源1.1.光源的要求：光源的要求：光源的要求：光源的要求：vv发射强度足够且稳定的连续光谱发射强度足够且稳定的连续光谱发射强度足够且稳定的连续光谱发射强度足够且稳定的连续光谱vv光辐射强度随波长的变化小光辐射强度随波长的变化小光辐射强度随波长的变化小光辐射强度随波长的变化小vv有足够长的使用寿命有足够长的使用寿命有足够长的使用寿命有足够长的使用寿命2.2.氙灯光源氙灯光源氙灯光源氙灯光源常用气体放电灯类型：常

35、用气体放电灯类型：常用气体放电灯类型：常用气体放电灯类型：氙灯光源氙灯光源氙灯光源氙灯光源 高压汞光源高压汞光源高压汞光源高压汞光源波长范围：波长范围：波长范围：波长范围：2001000nm2001000nm工作压力：工作压力：工作压力：工作压力：520 atm520 atm启动电压：启动电压：启动电压：启动电压：2040KV2040KV使用寿命：使用寿命：使用寿命：使用寿命：10002000h10002000h最广泛应用的连续光源：最广泛应用的连续光源：最广泛应用的连续光源：最广泛应用的连续光源：发射波长范围宽发射波长范围宽发射波长范围宽发射波长范围宽 发射光强度大发射光强度大发射光强度大发

36、射光强度大第45页，讲稿共75张，创作于星期一3.3.高压汞灯光源高压汞灯光源高压汞灯光源高压汞灯光源应用广泛的应用广泛的应用广泛的应用广泛的线光源线光源线光源线光源：253.7253.7 296.5 302.2 312.6 296.5 302.2 312.6313.2 313.2 365.0 365.0 365.5 366.3365.5 366.3404.7 435.8404.7 435.8 546.1 557.0 546.1 557.0579.0 579.0 (nm)(nm)光源光源光源光源样品池样品池样品池样品池激发激发激发激发滤光片滤光片滤光片滤光片检测器检测器检测器检测器数据处理数据

37、处理数据处理数据处理仪器控制仪器控制仪器控制仪器控制发射发射发射发射单色器单色器单色器单色器光源光源光源光源样品池样品池样品池样品池激发激发激发激发滤光片滤光片滤光片滤光片检测器检测器检测器检测器数据处理数据处理数据处理数据处理仪器控制仪器控制仪器控制仪器控制发射发射发射发射滤光片滤光片滤光片滤光片第46页，讲稿共75张，创作于星期一玻玻玻玻璃璃璃璃滤滤滤滤光光光光片片片片的的的的透透透透射射射射率率率率干干干干涉涉涉涉滤滤滤滤光光光光片片片片的的的的透透透透射射射射率率率率截截截截止止止止涉涉涉涉滤滤滤滤光光光光片片片片的的的的透透透透射射射射率率率率第47页，讲稿共75张，创作于星期一三三

38、三三.单色器单色器单色器单色器平面衍射光栅平面衍射光栅平面衍射光栅平面衍射光栅线色散率线色散率线色散率线色散率聚光本领聚光本领聚光本领聚光本领分辨率分辨率分辨率分辨率四四四四.检测器检测器检测器检测器光电倍增管光电倍增管光电倍增管光电倍增管 放大倍数：放大倍数：放大倍数：放大倍数：2 2 2 2n n n n 5 5 5 5n n n n;n=10,10;n=10,10;n=10,10;n=10,103 3 3 3 101010107 7 7 7，最大最大最大最大101010108 8 8 8 101010109 9 9 9五五五五.样品池：液池、荧光池样品池：液池、荧光池样品池：液池、荧光池

39、样品池：液池、荧光池1.1.样品池的材料：与紫外样品池的材料：与紫外样品池的材料：与紫外样品池的材料：与紫外-可见分光光度计的吸收池一样可见分光光度计的吸收池一样可见分光光度计的吸收池一样可见分光光度计的吸收池一样2.2.吸收池的形状：紫外吸收池的形状：紫外吸收池的形状：紫外吸收池的形状：紫外-可见分光光度计的吸收池两面透光可见分光光度计的吸收池两面透光可见分光光度计的吸收池两面透光可见分光光度计的吸收池两面透光 荧光分光光度计的样品池四面透光荧光分光光度计的样品池四面透光荧光分光光度计的样品池四面透光荧光分光光度计的样品池四面透光波长范围波长范围波长范围波长范围3.3.使用注意事项使用注意事

40、项使用注意事项使用注意事项容易破碎容易破碎容易破碎容易破碎问题：问题：问题：问题：紫外紫外紫外紫外-可见分光光度计的吸收池与荧光分光光度计的样可见分光光度计的吸收池与荧光分光光度计的样可见分光光度计的吸收池与荧光分光光度计的样可见分光光度计的吸收池与荧光分光光度计的样品池有什么区别？品池有什么区别？品池有什么区别？品池有什么区别？沾污问题沾污问题沾污问题沾污问题闪跃特性闪跃特性闪跃特性闪跃特性第48页，讲稿共75张，创作于星期一六六六六.磷光分光光度计磷光分光光度计磷光分光光度计磷光分光光度计1.1.光学系统与荧光分光光度计的区别光学系统与荧光分光光度计的区别光学系统与荧光分光光度计的区别光学

41、系统与荧光分光光度计的区别光源光源光源光源样品池样品池样品池样品池激发激发激发激发单色器单色器单色器单色器检测器检测器检测器检测器数据处理数据处理数据处理数据处理仪器控制仪器控制仪器控制仪器控制发射发射发射发射单色器单色器单色器单色器切光器（斩波器）切光器（斩波器）切光器（斩波器）切光器（斩波器）共振荧光：共振荧光：共振荧光：共振荧光：1010-12-12 secsec荧荧荧荧 光：光：光：光：1010-8-8 secsec磷磷磷磷 光：光：光：光：110110-4-4 secsec迟滞荧光：迟滞荧光：迟滞荧光：迟滞荧光：1001010010-4-4 secsec2.2.样品池与荧光分光光度计

42、的区别样品池与荧光分光光度计的区别样品池与荧光分光光度计的区别样品池与荧光分光光度计的区别通常情况下，样品池需要放在盛通常情况下，样品池需要放在盛通常情况下，样品池需要放在盛通常情况下，样品池需要放在盛液氮的石英杜瓦瓶液氮的石英杜瓦瓶液氮的石英杜瓦瓶液氮的石英杜瓦瓶内，来内，来内，来内，来测定测定测定测定低温磷光低温磷光低温磷光低温磷光。第49页，讲稿共75张，创作于星期一7.7.荧光分析法的应用荧光分析法的应用荧光分析法的应用荧光分析法的应用一一一一.工作曲线法工作曲线法工作曲线法工作曲线法荧光分析的灵敏度比紫外可见分光光度法高荧光分析的灵敏度比紫外可见分光光度法高荧光分析的灵敏度比紫外可见

43、分光光度法高荧光分析的灵敏度比紫外可见分光光度法高10103 310104 4.荧光熄灭工作曲线法荧光熄灭工作曲线法荧光熄灭工作曲线法荧光熄灭工作曲线法F Fx xF FC Cs sC Cx x直接荧光标准曲线法直接荧光标准曲线法直接荧光标准曲线法直接荧光标准曲线法F FC Cs sF Fx xC Cx x二二二二.荧光分析法的灵敏度荧光分析法的灵敏度荧光分析法的灵敏度荧光分析法的灵敏度第50页，讲稿共75张，创作于星期一在在在在紫紫紫紫外外外外光光光光照照照照射射射射下下下下会会会会发发发发生生生生荧荧荧荧光光光光的的的的无无无无机机机机化化化化合合合合物物物物很很很很少少少少，主主主主要要

44、要要依依依依赖赖赖赖于于于于有有有有机机机机试剂形成的螯合物。试剂形成的螯合物。试剂形成的螯合物。试剂形成的螯合物。三三三三.荧光分析的应用荧光分析的应用荧光分析的应用荧光分析的应用1.1.无机化合物无机化合物无机化合物无机化合物vv直接荧光测定法直接荧光测定法直接荧光测定法直接荧光测定法其其其其中中中中，较较较较常常常常测测测测定定定定的的的的元元元元素素素素有有有有：BeBe、AlAl、B B、GaGa、SeSe、MgMg、ZnZn、CdCd与与与与某些稀土元素；测定的灵敏度有些可以达到某些稀土元素；测定的灵敏度有些可以达到某些稀土元素；测定的灵敏度有些可以达到某些稀土元素；测定的灵敏度有

45、些可以达到1010-10-10;某某某某些些些些元元元元素素素素虽虽虽虽然然然然不不不不与与与与有有有有机机机机试试试试剂剂剂剂形形形形成成成成发发发发荧荧荧荧光光光光的的的的配配配配合合合合物物物物，但但但但是是是是它它它它会会会会与与与与发发发发荧荧荧荧光光光光的的的的配配配配合合合合物物物物争争争争夺夺夺夺配配配配位位位位体体体体，组组组组成成成成不不不不发发发发荧荧荧荧光光光光的的的的配配配配合合合合，使使使使其其其其产产产产生生生生荧荧荧荧光光光光熄熄熄熄灭灭灭灭，由荧光熄灭的强度计算该元素的含量。由荧光熄灭的强度计算该元素的含量。由荧光熄灭的强度计算该元素的含量。由荧光熄灭的强度计

46、算该元素的含量。较常测定的元素有：较常测定的元素有：较常测定的元素有：较常测定的元素有：F F、S S、FeFe、AgAg、CoCo、NiNi、CuCu、MoMo、WWvv荧光熄灭测定法荧光熄灭测定法荧光熄灭测定法荧光熄灭测定法 自自自自从从从从18671867年年年年GoppelsroderGoppelsroder进进进进行行行行了了了了历历历历史史史史上上上上首首首首次次次次的的的的荧荧荧荧光光光光分分分分析析析析工工工工作作作作，应应应应用用用用铝铝铝铝桑桑桑桑色色色色素素素素配配配配合合合合物物物物的的的的荧荧荧荧光光光光进进进进行行行行铝铝铝铝的的的的测测测测定定定定以以以以来来来来

47、，采采采采用用用用有有有有机机机机试剂可以测定试剂可以测定试剂可以测定试剂可以测定7070多种元素。多种元素。多种元素。多种元素。第51页，讲稿共75张，创作于星期一vv催化荧光测定法催化荧光测定法催化荧光测定法催化荧光测定法较常测定的元素有：较常测定的元素有：较常测定的元素有：较常测定的元素有：CrCr、NbNb、U U、TeTe、PbPb某某某某些些些些元元元元素素素素虽虽虽虽然然然然与与与与有有有有机机机机试试试试剂剂剂剂形形形形成成成成发发发发荧荧荧荧光光光光的的的的配配配配合合合合物物物物，但但但但是是是是反反反反应应应应速速速速度度度度慢慢慢慢，在在在在某某某某些些些些微微微微量量

48、量量元元元元素素素素的的的的催催催催化化化化下下下下，反反反反应应应应速速速速度度度度会会会会加加加加快快快快，在在在在特特特特定定定定的的的的时时时时间间间间内内内内可可可可用用用用来来来来测测测测定定定定微微微微量量量量元素。元素。元素。元素。vv低温荧光测定法低温荧光测定法低温荧光测定法低温荧光测定法常测定的元素有：常测定的元素有：常测定的元素有：常测定的元素有：CuCu、BeBe、FeFe、CoCo、OsOs、AgAg、AuAu、ZnZn、AlAl、TiTi、V V、MnMn、ErEr、H H2 2OO2 2、CNCN某某某某些些些些微微微微量量量量元元元元素素素素存存存存在在在在，会

49、会会会催催催催化化化化发发发发荧荧荧荧光光光光的的的的配配配配合合合合物物物物产产产产生生生生荧荧荧荧光光光光熄熄熄熄灭灭灭灭，在在在在特特特特定定定定的的的的时间内可用来测定微量元素。时间内可用来测定微量元素。时间内可用来测定微量元素。时间内可用来测定微量元素。溶液温度的降低，显著增强溶液的荧光强度。液氮溶液温度的降低，显著增强溶液的荧光强度。液氮溶液温度的降低，显著增强溶液的荧光强度。液氮溶液温度的降低，显著增强溶液的荧光强度。液氮 1961960 0C C较常测定的元素有：较常测定的元素有：较常测定的元素有：较常测定的元素有：CeCe、SmSm、Tb Tb 等稀土元素等稀土元素等稀土元素

50、等稀土元素SbSb、V V、PbPb、BiBi、NbNb、MnMnvv固体荧光测定法固体荧光测定法固体荧光测定法固体荧光测定法固体荧光法在荧光分析中也经常用到。固体荧光法在荧光分析中也经常用到。固体荧光法在荧光分析中也经常用到。固体荧光法在荧光分析中也经常用到。第52页，讲稿共75张，创作于星期一芳芳芳芳香香香香族族族族化化化化合合合合物物物物存存存存在在在在共共共共轭轭轭轭的的的的不不不不饱饱饱饱和和和和体体体体系系系系，是是是是有有有有机机机机化化化化合合合合物物物物荧荧荧荧光光光光测测测测定定定定的的的的主主主主要要要要类型。类型。类型。类型。.有机化合物有机化合物有机化合物有机化合物待