【教学课件】第三章分子发光分析法.ppt
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1、第三章 分子发光分析法n n第一节第一节 荧光分析法荧光分析法n n第二节第二节 磷光分析法磷光分析法n n第三节第三节 化学发光分析法化学发光分析法第一节第一节荧光分析法(荧光分析法(Fluorescence)一一 概述概述(一一)、分子发射光谱与分子能级结构、分子发射光谱与分子能级结构吸光吸光无辐射跃迁系间跨越单重线态三重线态荧光磷光E0E1E2振动弛豫内部转换(二)、分子吸收光谱与分子荧光光谱分子吸收光谱与分子荧光光谱吸光荧光250300350400450蒽乙醇溶液吸收和荧光光谱相对强度300 400 500相对强度荧光光谱与吸收光谱镜像对称荧光光谱较吸收光谱简单硫酸奎宁在稀硫酸中的荧光
2、光谱与吸收光谱(三三)、荧光量子产率(荧光效率)、荧光量子产率(荧光效率)发荧光的两个必要条件发荧光的两个必要条件 分子能吸收光子而跃迁至激发态分子能吸收光子而跃迁至激发态 激发态分子能以光的形式释放能量激发态分子能以光的形式释放能量荧光效率(荧光效率(f)=发出光子数发出光子数吸收光子数吸收光子数如果一个分子将吸收的光子全部如果一个分子将吸收的光子全部释放,则其量子产率为释放,则其量子产率为100%。化合物化合物 荧光效率荧光效率溶剂溶剂荧光素荧光素0.92(0.1MNaOH)曙红曙红0.19(0.1MNaOH)罗丹明罗丹明B0.97(乙醇)(乙醇)蒽蒽0.31(己烷)(己烷)核黄素核黄素0
3、.26(水,(水,pH7)菲菲0.10(乙醇)(乙醇)萘萘0.12(乙醇)(乙醇)酚酚0.22(水)(水)叶绿素叶绿素0.32(苯)(苯)某些化合物的荧光效率某些化合物的荧光效率(四四)、量子产率与分子结构、量子产率与分子结构荧光通常发生在具有刚性结构和平面结构的荧光通常发生在具有刚性结构和平面结构的-电子共轭体系分子中,任何有利于提高电子共轭体系分子中,任何有利于提高-电子共电子共轭度的结构改变,都将提高荧光轭度的结构改变,都将提高荧光量子产率,或使荧量子产率,或使荧光波长向长波长方向移动。光波长向长波长方向移动。化合物化合物荧光效率荧光效率平均波长平均波长苯苯0.07283联苯联苯0.18
4、316对联三苯对联三苯0.93342化合物化合物荧光效率荧光效率平均波长平均波长苯苯0.07283萘萘0.23334蒽蒽0.36402苯苯0.07283甲苯甲苯0.17285乙苯乙苯0.18286(五五)、荧光分析的特点、荧光分析的特点1、灵敏度高、灵敏度高2、选择性好、选择性好3、仪器简单、仪器简单4、应用范围广、应用范围广二二荧光定量分析基础荧光定量分析基础If=fIa=f(Io-I)If:荧光强度 Io:所吸收的辐射强度;f:荧光效率(一一)、荧光强度与浓度、荧光强度与浓度将指数展开:将指数展开:如果吸光度如果吸光度A 0.05,A 紫外紫外-可见吸收光谱光源可见吸收光谱光源激光诱导荧光
5、Laser Induced fluorescence低压汞灯:254 nm2、单色器、单色器滤光片滤光片棱镜棱镜光栅光栅400 500600nmRelative FL IntensityEXEMWavelength/Stocks位移标准1样品2Wavelength/If荧光光谱If1 1A1 If2 2A2=量子产率的测定量子产率的测定1A1 If1 2A2 If2=奎宁在0.1M的硫酸中荧光量子产率的绝对值为0.55。荧光分析的缺点散射光影响磷光分析的仪器磷光分析的仪器光源检测器贝克勒耳圆盘低温磷光分析低温磷光分析固体基质室温磷光分析固体基质室温磷光分析保护流体室温磷光分析保护流体室温磷光分
6、析无保护流体室温磷光分析无保护流体室温磷光分析磷光分析的缺点仪器复杂,需要固体基质或保护化学发光分析的仪器化学发光分析的仪器记录器四四荧光、磷光和化学发光分析法荧光、磷光和化学发光分析法(Fluorescence,phosphorescence and chemiluminescence analysis)(一一)、理论基础、理论基础1、分子发射光谱与分子能级结构、分子发射光谱与分子能级结构吸光吸光无辐射跃迁系间跨越单重线态三重线态荧光磷光E0E1E2振动弛豫(1)分子吸收光谱与分子荧光光谱)分子吸收光谱与分子荧光光谱吸光荧光250300350400450蒽乙醇溶液吸收和荧光光谱相对强度300
7、 400 500相对强度荧光光谱与吸收光谱镜像对称荧光光谱较吸收光谱简单硫酸奎宁在稀硫酸中的荧光光谱与吸收光谱(2)荧光量子产率(荧光效率)荧光量子产率(荧光效率)发荧光的两个必要条件发荧光的两个必要条件 分子能吸收光子而跃迁至激发态分子能吸收光子而跃迁至激发态 激发态分子能以光的形式释放能量激发态分子能以光的形式释放能量荧光效率(荧光效率(f)=发出光子数发出光子数吸收光子数吸收光子数如果一个分子将吸收的光子全部如果一个分子将吸收的光子全部释放,则其量子产率为释放,则其量子产率为100%。化合物化合物 荧光效率荧光效率溶剂溶剂荧光素荧光素0.92(0.1MNaOH)曙红曙红0.19(0.1M
8、NaOH)罗丹明罗丹明B0.97(乙醇)(乙醇)蒽蒽0.31(己烷)(己烷)核黄素核黄素0.26(水,(水,pH7)菲菲0.10(乙醇)(乙醇)萘萘0.12(乙醇)(乙醇)酚酚0.22(水)(水)叶绿素叶绿素0.32(苯)(苯)某些化合物的荧光效率某些化合物的荧光效率(3)量子产率与分子结构)量子产率与分子结构荧光通常发生在具有荧光通常发生在具有刚性刚性结构和结构和平面平面结构的结构的-电子共轭体系分子中,任何有利于提高电子共轭体系分子中,任何有利于提高-电子共电子共轭度的结构改变,都将提高荧光轭度的结构改变,都将提高荧光量子产率,或使荧量子产率,或使荧光波长向长波长方向移动。光波长向长波长方
9、向移动。化合物化合物荧光效率荧光效率平均波长平均波长苯苯0.07283联苯联苯0.18316对联三苯对联三苯0.93342化合物化合物荧光效率荧光效率平均波长平均波长苯苯0.07283萘萘0.23334蒽蒽0.36402苯苯0.07283甲苯甲苯0.17285乙苯乙苯0.182862、荧光定量分析基础荧光定量分析基础If=fIa=f(Io-I)If:荧光强度 Io:所吸收的辐射强度;f:荧光效率(1)荧光强度与浓度)荧光强度与浓度将指数展开:将指数展开:如果吸光度如果吸光度A 0.05,A 紫外紫外-可见吸收光谱光源强度可见吸收光谱光源强度激光诱导荧光Laser Induced fluores
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