-第章分子發(fā)光分析法

1、第第4章（課本第章（課本第8章）章）分子發(fā)光分析法分子發(fā)光分析法主要內(nèi)容主要內(nèi)容 4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 分子熒光分子熒光（* *與磷光與磷光）分析法）分析法* *4.3 4.3 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法一、分子發(fā)光分析法類(lèi)型一、分子發(fā)光分析法類(lèi)型分子發(fā)光分析法以分子發(fā)光作為檢測(cè)手段的分析方分子發(fā)光分析法以分子發(fā)光作為檢測(cè)手段的分析方法，包括法，包括熒光分析法、磷光分析法和化學(xué)發(fā)光分析熒光分析法、磷光分析法和化學(xué)發(fā)光分析法法。光致發(fā)光光致發(fā)光( (分子熒光和磷光分子熒光和磷光): ):分子吸收光能被激發(fā)所分子吸收光能被激發(fā)所產(chǎn)生的光。產(chǎn)生的光?；瘜W(xué)發(fā)光化學(xué)發(fā)光: :由化學(xué)反

2、應(yīng)的化學(xué)能所激發(fā)產(chǎn)生的光。由化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能所激發(fā)產(chǎn)生的光。生物發(fā)光生物發(fā)光: :由生物體體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放出來(lái)的能量所由生物體體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放出來(lái)的能量所激發(fā)產(chǎn)生的光。激發(fā)產(chǎn)生的光。4.1 4.1 概述概述靈敏度高靈敏度高。比吸收光度法一般要高。比吸收光度法一般要高2 3個(gè)數(shù)量級(jí)。個(gè)數(shù)量級(jí)。選擇性比較高選擇性比較高。物質(zhì)對(duì)光的吸收具有普遍性，但吸光。物質(zhì)對(duì)光的吸收具有普遍性，但吸光后并非都有發(fā)光現(xiàn)象。即便都有發(fā)光現(xiàn)象，但在吸收后并非都有發(fā)光現(xiàn)象。即便都有發(fā)光現(xiàn)象，但在吸收波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)方面不盡相同，這樣就有可能通過(guò)調(diào)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)方面不盡相同，這樣就有可能通過(guò)調(diào)節(jié)激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)來(lái)達(dá)到選擇性

3、測(cè)定的目的。節(jié)激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)來(lái)達(dá)到選擇性測(cè)定的目的。樣品量小，操作簡(jiǎn)便，工作曲線的動(dòng)態(tài)線性范圍寬。樣品量小，操作簡(jiǎn)便，工作曲線的動(dòng)態(tài)線性范圍寬。發(fā)光分析法在光學(xué)傳感器以及在生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和環(huán)發(fā)光分析法在光學(xué)傳感器以及在生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和環(huán)境科學(xué)等方面的應(yīng)用顯示了它的優(yōu)越性。境科學(xué)等方面的應(yīng)用顯示了它的優(yōu)越性。 二、分子發(fā)光分析法特點(diǎn)二、分子發(fā)光分析法特點(diǎn)4.1 概述概述一、基本原理一、基本原理1. 單重態(tài)單重態(tài)(S)與三重態(tài)與三重態(tài)(T) 單重激發(fā)態(tài)中電子的自旋方向仍然和處于基態(tài)軌道的電子配對(duì)，而三重激發(fā)態(tài)中的兩個(gè)電子平行自旋.單重態(tài)分子具有抗磁性單重態(tài)分子具有抗磁性,三重態(tài)具有順磁性；三重

4、態(tài)具有順磁性；能量能量:單重態(tài)較高，激發(fā)三重態(tài)稍低；壽命壽命:單重態(tài)較短( 10-8 s )，三重態(tài)激發(fā)態(tài)較長(zhǎng)( 10-4-1s )?；鶓B(tài)單重態(tài)基態(tài)單重態(tài)激發(fā)單重態(tài)激發(fā)單重態(tài)激發(fā)三重態(tài)激發(fā)三重態(tài)4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法2. 2. 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)的能量傳遞途徑基態(tài)的能量傳遞途徑 電子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定狀態(tài)，返回基態(tài)時(shí)，通過(guò)輻射躍遷(發(fā)光)和無(wú)輻射躍遷等方式失去能量.傳遞途徑傳遞途徑輻射躍遷熒光延遲熒光磷光內(nèi)轉(zhuǎn)移外轉(zhuǎn)移系間跨越振動(dòng) 無(wú)輻射躍遷4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法S2S1S0T1吸吸收收發(fā)發(fā)射射熒熒光光發(fā)發(fā)射射磷磷光光系間跨越內(nèi)轉(zhuǎn)

5、換振動(dòng)弛豫能量l l 2l l 1l l 3 外轉(zhuǎn)換l l 2T2內(nèi)轉(zhuǎn)換振動(dòng)弛豫4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法非輻射能量傳遞過(guò)程非輻射能量傳遞過(guò)程 -在同一電子能級(jí)同一電子能級(jí)中，電子由高振動(dòng)高振動(dòng)能級(jí)轉(zhuǎn)至低振動(dòng)低振動(dòng)能級(jí)，將多余的能量以熱熱的形式發(fā)出，時(shí)間約為10-5s。-當(dāng)兩個(gè)電子能級(jí)兩個(gè)電子能級(jí)有重疊時(shí)，電子由高能級(jí)以無(wú)輻射躍遷無(wú)輻射躍遷方式轉(zhuǎn)移至低能級(jí) -多重態(tài)間的無(wú)輻射躍遷 外轉(zhuǎn)換外轉(zhuǎn)換：激發(fā)分子與溶劑或其他分子之間相互作用而轉(zhuǎn)移能量的非輻射躍遷。4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法 處于第一激發(fā)單重態(tài)第一激發(fā)單重態(tài)中的電子躍回至基態(tài)各振

6、動(dòng)能級(jí)時(shí)，得到最大波長(zhǎng)與吸收的光輻射不同的熒光 10-710 -9 s.處于第一激發(fā)三重態(tài)最低振動(dòng)能級(jí)第一激發(fā)三重態(tài)最低振動(dòng)能級(jí)的電子躍回至基態(tài)時(shí)，發(fā)射磷光。 10-410s 電子由基態(tài)單重態(tài)激發(fā)至第一激發(fā)三重態(tài)的幾率很小-禁阻躍遷由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，以系間竄躍系間竄躍方式轉(zhuǎn)至第一激發(fā)三重態(tài)，經(jīng)過(guò)振動(dòng)弛豫轉(zhuǎn)至其最低振動(dòng)能級(jí)，躍回至基態(tài)時(shí)便發(fā)射磷光。4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法3 3、熒光、熒光/ /磷光光譜曲線磷光光譜曲線熒光或磷熒光或磷光強(qiáng)度光強(qiáng)度與與發(fā)射光波長(zhǎng)發(fā)射光波長(zhǎng)的關(guān)系的關(guān)系 固定激發(fā)光波長(zhǎng)為其最大激發(fā)波長(zhǎng)，測(cè)量發(fā)射不同波長(zhǎng)的熒光或磷光強(qiáng)度。熒

7、光強(qiáng)度熒光強(qiáng)度與與激發(fā)激發(fā)光波長(zhǎng)光波長(zhǎng)的關(guān)系的關(guān)系 固定測(cè)量波長(zhǎng)為熒光/磷光的最大發(fā)射波長(zhǎng)，改變激發(fā)波長(zhǎng)，測(cè)量熒光或磷光強(qiáng)度。200260320380440500560620熒熒 光光 激激 發(fā)發(fā) 光光 譜譜熒熒 光光 發(fā)發(fā) 射射 光光 譜譜磷磷 光光 光光 譜譜室室 溫溫 下下 菲菲 的的 乙乙 醇醇 溶溶 液液 熒熒 （ 磷磷 ） 光光 光光 譜譜4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法4. 4. 熒光、磷光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系熒光、磷光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系A(chǔ). A. 產(chǎn)生熒光的必備條件產(chǎn)生熒光的必備條件（1）具有合適的結(jié)構(gòu)；（2）具有一定的熒光量子產(chǎn)率。 kf為熒光發(fā)射過(guò)程的速率

8、常數(shù)，為熒光發(fā)射過(guò)程的速率常數(shù)，主要取決于化學(xué)結(jié)構(gòu)主要取決于化學(xué)結(jié)構(gòu);ki為其它有關(guān)過(guò)程的速率常數(shù)的總和為其它有關(guān)過(guò)程的速率常數(shù)的總和, 主要取決于化學(xué)主要取決于化學(xué)環(huán)境，也與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)環(huán)境，也與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān).4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法B.化合物的結(jié)構(gòu)與熒光（1）躍遷類(lèi)型躍遷類(lèi)型: *的熒光效率高，有利于熒光的產(chǎn)生；（2）共軛效應(yīng)共軛效應(yīng): 提高共軛度有利于增加熒光效率并產(chǎn)生紅移（3）剛性平面結(jié)構(gòu)剛性平面結(jié)構(gòu)：降低分子振動(dòng)，減少與溶劑的相互作用，故具有很強(qiáng)的熒光。4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法l大的共軛大的共軛 鍵結(jié)構(gòu)鍵結(jié)構(gòu)l形成剛性平

9、面結(jié)構(gòu)形成剛性平面結(jié)構(gòu)l取代基團(tuán)為給電子取代基取代基團(tuán)為給電子取代基強(qiáng)熒光物質(zhì)所具有的結(jié)構(gòu)特征強(qiáng)熒光物質(zhì)所具有的結(jié)構(gòu)特征 4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法（1 1）大的共軛）大的共軛 鍵結(jié)構(gòu)鍵結(jié)構(gòu)化合物名化合物名化合物結(jié)構(gòu)化合物結(jié)構(gòu) Fl lEXnml lEM nm苯苯 0.11205278萘萘 0.29286321蒽蒽0.46365400丁省丁省0.60390480戊省戊省 0.52580640稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法（2）剛性平面結(jié)構(gòu)）剛性平面結(jié)構(gòu)例例1 1 熒光素與酚酞熒光素與酚酞 F 0.924.2 分子熒光與磷光

10、光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法CH2 F 1 F 0.2例例2 2 芴與聯(lián)苯芴與聯(lián)苯4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法例例 3 3 偶氮苯與雜氮菲偶氮苯與雜氮菲 4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法例例4 4 熒光衍生物熒光衍生物硫胺熒O1BVNNNSCH3C2H5OHNH2HClH3C(Z)NNNSCH3C2H5OHH3C(Z)N(E)硫胺素，硫胺素，VB1， 非熒光非熒光硫胺熒，強(qiáng)熒光硫胺熒，強(qiáng)熒光4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法 給電子基團(tuán)-增強(qiáng)熒光； 吸電子基團(tuán)-減弱熒光； 鹵素原子因重原子效應(yīng)而減弱熒光. 空間結(jié)構(gòu)

11、及存在環(huán)境對(duì)熒光也有不同影響.（3 3）取代基效應(yīng)）取代基效應(yīng): :不同的取代基對(duì)熒光光譜及其強(qiáng)度有很大的不同。4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法給電子取代基給電子取代基 增強(qiáng)熒光增強(qiáng)熒光NH2, NHR, NR2, OH, OR, 等等OHNHHl lEM285-365 nm270-310 nm310-405 nm相對(duì)熒光強(qiáng)度相對(duì)熒光強(qiáng)度 1.8 1.0 2.04.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法芳環(huán)上有芳環(huán)上有 給電子基，使熒光增強(qiáng)。給電子基，使熒光增強(qiáng)。4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法吸電子取代基，吸電子取代基，減弱熒光C

12、OCOON+OOn 電子不與電子不與 電子共軛電子共軛OOOHOH非熒光非熒光強(qiáng)熒光強(qiáng)熒光4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法 配體：具有配體：具有共軛雙鍵共軛雙鍵的配體與金屬離子形成具的配體與金屬離子形成具有有剛性結(jié)構(gòu)剛性結(jié)構(gòu)的螯合物，則可以的螯合物，則可以產(chǎn)生產(chǎn)生/ /增強(qiáng)熒光增強(qiáng)熒光. .4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法特征熒光特征熒光：*配體*ffdd金屬離子+Mn+4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法例例 ：金屬配合物：金屬配合物4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法5. 激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系 a.

13、 Stokes位移位移(激發(fā)光譜與發(fā)射光譜之間的波長(zhǎng)差值)：發(fā)射光譜的波長(zhǎng)比激發(fā)光譜的長(zhǎng)，振動(dòng)弛豫消耗了能量。b. 鏡像規(guī)則鏡像規(guī)則: 通常熒光發(fā)射光譜與它的吸收光譜通常熒光發(fā)射光譜與它的吸收光譜成鏡像對(duì)稱(chēng)關(guān)系。成鏡像對(duì)稱(chēng)關(guān)系。c. 發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長(zhǎng)無(wú)關(guān)；發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長(zhǎng)無(wú)關(guān)；4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法200250300350400450500熒光激發(fā)光譜熒光激發(fā)光譜熒光發(fā)射光譜熒光發(fā)射光譜nm蒽的激發(fā)光譜和熒光光譜蒽的激發(fā)光譜和熒光光譜4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法熒光三維譜圖熒光三維譜圖4.2 分子熒光與磷光光譜分析法

14、分子熒光與磷光光譜分析法6 6、熒光強(qiáng)度與溶液濃度的關(guān)系（定量分析）、熒光強(qiáng)度與溶液濃度的關(guān)系（定量分析）溶液的熒光強(qiáng)度(If )與溶液吸收的光強(qiáng)度(Ia)及熒光量子產(chǎn)率( f）的關(guān)系 ： If = f Ia 由朗伯由朗伯-比耳定律：比耳定律： A=lg（I0/ It），）， Ia= I0- It Ia = I0(1-10-A ) If = f I0(1-10-A )濃度很低時(shí)濃度很低時(shí)(吸光度吸光度A0.05),將括號(hào)項(xiàng)近似處理得：將括號(hào)項(xiàng)近似處理得： If = 2.3 f I0 A= 2.3 f I0 b c = Kc （定量分析依據(jù)）（定量分析依據(jù)）4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒

15、光與磷光光譜分析法。熒光分子與溶劑或其他溶質(zhì)分子的相互作用引起熒光強(qiáng)度降低的現(xiàn)象 猝滅劑：與發(fā)光分子相互作用而引起發(fā)光強(qiáng)度下降的物質(zhì)。 動(dòng)態(tài)猝滅：動(dòng)態(tài)猝滅：猝滅劑與發(fā)光物質(zhì)的激發(fā)態(tài)分子之間的相互作用。 靜態(tài)猝滅靜態(tài)猝滅：猝滅劑與發(fā)光物質(zhì)的基態(tài)分子之間的相互作用。4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法8.影響熒光強(qiáng)度的環(huán)境因素（1 1）溶劑的影響）溶劑的影響 溶劑的溶劑的極性增加極性增加，熒光物質(zhì)的激發(fā)態(tài)更穩(wěn)定，熒光物質(zhì)的激發(fā)態(tài)更穩(wěn)定，熒光強(qiáng)度熒光強(qiáng)度增大，波長(zhǎng)紅移增大，波長(zhǎng)紅移。（2 2）溫度的影響溫度的影響 熒光強(qiáng)度對(duì)溫度變化敏感，熒光強(qiáng)度對(duì)溫度變化敏感，溫度增加溫度增加，

16、非輻射躍遷的概，非輻射躍遷的概率顯著增加，率顯著增加，熒光強(qiáng)度減弱熒光強(qiáng)度減弱。（3 3）溶液溶液pHpH 對(duì)對(duì)酸堿化合物酸堿化合物，溶液，溶液pHpH的影響較大的影響較大（見(jiàn)下例）。（見(jiàn)下例）。（4 4）表面活性劑）表面活性劑 表面活性劑表面活性劑的存在，可以保護(hù)激發(fā)單重態(tài)的熒光物質(zhì)分的存在，可以保護(hù)激發(fā)單重態(tài)的熒光物質(zhì)分子，減小非輻射躍遷的概率，子，減小非輻射躍遷的概率，提高熒光效率提高熒光效率。（5 5）順磁性物質(zhì)）順磁性物質(zhì) 順磁性物質(zhì)順磁性物質(zhì)（如（如OO2 2）會(huì)使激發(fā)單重態(tài)的熒光物質(zhì)分子向）會(huì)使激發(fā)單重態(tài)的熒光物質(zhì)分子向三重態(tài)的體系間竄躍速率加大，三重態(tài)的體系間竄躍速率加大，降低

17、熒光效率降低熒光效率。（6 6）溶液熒光的猝滅）溶液熒光的猝滅 激發(fā)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子的相互作用激發(fā)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子的相互作用，使能，使能量轉(zhuǎn)移，量轉(zhuǎn)移，熒光強(qiáng)度減弱甚至消失熒光強(qiáng)度減弱甚至消失。 主要組成部件主要組成部件：高壓汞燈/氙弧燈/連續(xù)可調(diào)染料激光光源 ：石英光電倍增管II0F1 .1 .熒光分析儀器熒光分析儀器特殊點(diǎn)：特殊點(diǎn)：有兩個(gè)單色器，光源與檢測(cè)器通常成直角。二、熒光分析儀器二、熒光分析儀器4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法LS -55熒光/磷光/發(fā)光分光光度計(jì)4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法LS -55熒光/

18、磷光/發(fā)光分光光度計(jì)F-2500型熒光型熒光光譜儀光譜儀F-4500型型熒光光譜熒光光譜儀儀1.直接定量法直接定量法KCIF02468100.00.20.40.60.81.0IFConc. / g/ml三、熒光的常規(guī)測(cè)定方法4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法MFKCIAMAMFFFAIMC2. 2. 間接測(cè)定法間接測(cè)定法猝滅熒光法猝滅熒光法 被分析物本身不發(fā)熒光，或者因熒光量子產(chǎn)率太低而無(wú)法進(jìn)行直接測(cè)定，便只能采用間接測(cè)定的辦法。如：光衍生法、熒光猝滅法、敏化熒光法等4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法四、熒光分析法的應(yīng)用 基于熒光對(duì)于微環(huán)境的敏感性，

19、熒光分析已廣泛用于研究化學(xué)/生物體系的物理、化學(xué)性質(zhì)及其變化情況?？梢圆捎糜袡C(jī)試劑以進(jìn)行熒光分析的元素已近70種。 4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法*五、磷光的測(cè)定方法* *1. 1. 低溫磷光分析低溫磷光分析 由于三重態(tài)壽命較長(zhǎng)，為減小非輻射失活過(guò)程的影響，通常應(yīng)在低溫條件下測(cè)量磷光。 液氮是最常用的冷卻劑，因而要求所使用的溶劑在液氮溫度下應(yīng)具有足夠的黏度并能形成明凈的剛性玻璃體，且對(duì)分析物具有良好的溶解特性，在所研究的光譜區(qū)內(nèi)沒(méi)有很強(qiáng)的吸收和發(fā)射，并容易制

20、備和提純。 4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法* *2. 2. 室溫磷光分析室溫磷光分析 固態(tài)基質(zhì)表面室溫磷光分析：固態(tài)基質(zhì)表面室溫磷光分析：分析物通過(guò)物理吸附或某種化學(xué)作用力被束縛在固體基質(zhì)表面，增大了剛性，減小了碰撞失活的概率，在嚴(yán)格干燥試樣的情況下限制了氧的猝滅作用，顯示室溫磷光。 膠束穩(wěn)定的室溫磷光分析：膠束穩(wěn)定的室溫磷光分析：磷光體進(jìn)入表面活性劑的膠束溶液中，微環(huán)境和定向約束力發(fā)生變化，減小內(nèi)轉(zhuǎn)化和碰撞能量損失等非輻射失活過(guò)程概率，明顯增大三重態(tài)的穩(wěn)定性，使磷光強(qiáng)度顯著增大。 敏化室溫磷光分析敏化室溫磷光分析4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析

21、法*六、磷光分析法的應(yīng)用 基于磷光具有Stokes位移大的優(yōu)點(diǎn)，室溫磷光分析法已成為一種與熒光分析法相互補(bǔ)充的重要分析技術(shù)，在生物醫(yī)學(xué)、藥物分析、臨床檢驗(yàn)、農(nóng)藥和植物生長(zhǎng)激素的分析以及環(huán)境中多環(huán)芳烴的檢測(cè)等方面得到了日益廣泛的應(yīng)用。 4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法*七、磷光分析儀器 熒光計(jì)上配上磷光測(cè)量附件即可對(duì)磷光進(jìn)行測(cè)量。在有熒光發(fā)射的同時(shí)測(cè)量磷光。 測(cè)量方法：（1）通常借助于熒光和磷光壽命的差別，采用磷光鏡的裝置將熒光隔開(kāi)。（2）采用脈沖光源和可控檢測(cè)

22、及時(shí)間分辨技術(shù)。 室溫測(cè)量時(shí)，不需要杜瓦瓶。4.2 分子熒光與磷光光譜分析法分子熒光與磷光光譜分析法化學(xué)發(fā)光是由化學(xué)反應(yīng)提供的能量激發(fā)物質(zhì)所產(chǎn)生的光輻射。化學(xué)發(fā)光分析法基于化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象的分析方法?；瘜W(xué)發(fā)光反應(yīng)存在于生物體(螢火蟲(chóng)、海洋發(fā)光生物)中，稱(chēng)生物發(fā)光(bioluminescence)。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1). 靈敏度很高。(2). 儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，無(wú)須光源和單色器，因而也消除了散射光和雜散光的干擾；(3). 線性范圍寬；(4). 分析速度快。 局限：局限：目前可供的發(fā)光體系尚有限，發(fā)光機(jī)理有待進(jìn)一步研究，方法的選擇性有待進(jìn)一步提高。 * *4.3 4.3 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法1.1

23、.基本原理基本原理 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，某些化合物接受能量而被激發(fā)，從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)，發(fā)射出一定波長(zhǎng)的光。 A +B = C + D* D* D + h （1）能夠發(fā)光的化合物大多為芳香族化合物；（2）化學(xué)發(fā)光反應(yīng)多為氧化還原反應(yīng)，激發(fā)能與反應(yīng)能相當(dāng); E=170300 kJ/mol；位于可見(jiàn)光區(qū)；（3）發(fā)光持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行.4.3 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法2. 2. 化學(xué)發(fā)光效率化學(xué)發(fā)光效率化學(xué)效率：化學(xué)效率：emcecl參加反應(yīng)的分子數(shù)發(fā)射光子的分子數(shù)參加反應(yīng)分子數(shù)參加反應(yīng)分子數(shù)激發(fā)態(tài)分子數(shù)激發(fā)態(tài)分子數(shù) ce 發(fā)光效率：發(fā)光效率：激發(fā)態(tài)分子數(shù)激發(fā)態(tài)分子數(shù)產(chǎn)生光子數(shù)產(chǎn)生光子數(shù) e

24、m 時(shí)刻t 的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度(單位時(shí)間發(fā)射的光量子數(shù))：dc/dt 分析物參加反應(yīng)的速率；4.3 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法 tctIddclcl3. 3. 化學(xué)發(fā)光分析的依據(jù)化學(xué)發(fā)光分析的依據(jù) 在化學(xué)發(fā)光分析中，被分析物相對(duì)于發(fā)光試劑小得多，對(duì)于一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)： cttcttIAttcl0cl0cldddd dc/dt =Kc； K 為反應(yīng)速率常數(shù)。定性依據(jù)：定性依據(jù)：（1）在一定條件下，峰值光強(qiáng)度與被測(cè)物濃度成線性；（2）在一定條件下，曲線下面積為發(fā)光總強(qiáng)度(S)，其與被測(cè)物濃度成線性：4.3 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法4. 4. 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的類(lèi)型化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的類(lèi)型4.1 4.1 氣相

25、化學(xué)發(fā)光反應(yīng)氣相化學(xué)發(fā)光反應(yīng)a. 一氧化氮與一氧化氮與O3的發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光反應(yīng) NO + O3 NO2* NO2* NO2 + h 發(fā)射的光譜范圍：600875nm，靈敏度1ng/cm-3.b.氧原子與氧原子與SO2、NO、CO的發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光反應(yīng) O3 O2 + O （1000 C石英管中進(jìn)行） SO2 + O + O SO2* + O2 SO2 * SO2* + h 最大發(fā)射波長(zhǎng)：200nm；靈敏度1ng/cm-3. 4.3 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法 O3 O2 + O （1000 C石英管中進(jìn)行石英管中進(jìn)行） NO + O NO2* NO2 * NO2 + h 發(fā)射光譜范圍：發(fā)射光譜

26、范圍：4001400nm；靈敏度；靈敏度1ng/cm-3.氧原子與氧原子與CO的發(fā)光反應(yīng)：的發(fā)光反應(yīng)： CO + O CO2* CO2 * CO2 + h 發(fā)射光譜范圍：發(fā)射光譜范圍：300500nm；靈敏度；靈敏度1ng/cm-3.氧原子與氧原子與NO的發(fā)光反應(yīng)：的發(fā)光反應(yīng)：4.3 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法c. 乙烯與乙烯與O3的發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光反應(yīng) 乙烯與乙烯與O3反應(yīng)，生成激發(fā)態(tài)乙醛：反應(yīng)，生成激發(fā)態(tài)乙醛： CH2O* CH2O + h 最大發(fā)射波長(zhǎng)：最大發(fā)射波長(zhǎng)：435nm；對(duì)；對(duì)O3的特效反應(yīng)；線性響應(yīng)的特效反應(yīng)；線性響應(yīng)范圍范圍1 ng/cm-3 1 g/cm-3；4.3 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法d.火焰中的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)火焰中的化學(xué)發(fā)光反應(yīng) 在富氫火焰