第12章 分子發(fā)光分析

1、2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院1Molecular Luminescence Analysis12-1 分子發(fā)光分析概述分子發(fā)光分析概述 在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，分子吸收反應(yīng)釋放出的在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，分子吸收反應(yīng)釋放出的化學(xué)能而產(chǎn)生激發(fā)態(tài)物質(zhì)，當(dāng)回到基態(tài)時(shí)發(fā)出光化學(xué)能而產(chǎn)生激發(fā)態(tài)物質(zhì)，當(dāng)回到基態(tài)時(shí)發(fā)出光輻射，這種分子受化學(xué)能輻射，這種分子受化學(xué)能 激發(fā)后產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象激發(fā)后產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象稱為化學(xué)發(fā)光。利用化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象建立的分析方稱為化學(xué)發(fā)光。利用化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象建立的分析方法稱為化學(xué)發(fā)光分析。法稱為化學(xué)發(fā)光分析。2022-5-30Instrument Analys

2、is 化學(xué)化工學(xué)院21.1.熒光和磷光的產(chǎn)生熒光和磷光的產(chǎn)生1）分子能級(jí)與躍遷 分子能級(jí)比原子能級(jí)復(fù)雜；分子能級(jí)比原子能級(jí)復(fù)雜； 在每個(gè)電子能級(jí)上，都存在振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)；在每個(gè)電子能級(jí)上，都存在振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)； 基態(tài)基態(tài)(S0)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)(S1、S2、激發(fā)態(tài)振動(dòng)能級(jí)激發(fā)態(tài)振動(dòng)能級(jí)) )：吸：吸收特定頻率的輻射；量子化；躍遷一次到位收特定頻率的輻射；量子化；躍遷一次到位。 12-2 12-2 熒光和磷光分析基本原理熒光和磷光分析基本原理2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院3激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)：多種途徑和方式基態(tài)：多種途徑和方式(見(jiàn)能級(jí)圖見(jiàn)能級(jí)圖)；速度；速度最快

3、、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢(shì)；最快、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢(shì)； 第一、第二、第一、第二、電子激發(fā)單重態(tài)電子激發(fā)單重態(tài) S1 、S2 ； 第一、第二、第一、第二、電子激發(fā)三重態(tài)電子激發(fā)三重態(tài) T1 、 T2 ；2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院42 2）電子激發(fā)態(tài)的多重度）電子激發(fā)態(tài)的多重度 電子激發(fā)態(tài)的多重度：電子激發(fā)態(tài)的多重度：M=2S+1 S S為電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和為電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和(0(0或或1)1)； 平行自旋比成對(duì)自旋穩(wěn)定平行自旋比成對(duì)自旋穩(wěn)定( (洪特規(guī)則洪特規(guī)則) )，三重態(tài)能，三重態(tài)能級(jí)比相應(yīng)單重態(tài)能級(jí)低；級(jí)比相應(yīng)單重態(tài)能級(jí)低；

4、大多數(shù)有機(jī)分子的基態(tài)處于單重態(tài)；大多數(shù)有機(jī)分子的基態(tài)處于單重態(tài)； 2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院5 S0T1 禁阻躍遷；通過(guò)其他途徑進(jìn)入禁阻躍遷；通過(guò)其他途徑進(jìn)入(見(jiàn)能級(jí)圖見(jiàn)能級(jí)圖)；進(jìn)入的幾率?。贿M(jìn)入的幾率?。?2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院62）.激發(fā)態(tài)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)輻射躍遷過(guò)輻射躍遷(發(fā)光發(fā)光)和無(wú)輻射躍遷等方式失去能量。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)弛預(yù)無(wú)

5、輻射躍遷2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院7 激發(fā)態(tài)停留時(shí)間短、返回速度快的途徑，發(fā)生的激發(fā)態(tài)停留時(shí)間短、返回速度快的途徑，發(fā)生的幾率大，幾率大，發(fā)光強(qiáng)度相對(duì)大；發(fā)光強(qiáng)度相對(duì)大；熒光熒光：10-710-9 s,第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)；基態(tài)；磷光磷光：10-410s；第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)；第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)；基態(tài)；2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院8S2S1S0T1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)換振動(dòng)弛豫能量l l 2l l 1l l 3 外轉(zhuǎn)

6、換l l 2T2內(nèi)轉(zhuǎn)換振動(dòng)弛豫2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院9非輻射能量傳遞過(guò)程非輻射能量傳遞過(guò)程 振動(dòng)弛豫振動(dòng)弛豫：同一：同一電子能級(jí)內(nèi)以熱能量交換形式由高電子能級(jí)內(nèi)以熱能量交換形式由高振動(dòng)能級(jí)至低相鄰振動(dòng)能級(jí)間的躍遷。發(fā)生振動(dòng)弛振動(dòng)能級(jí)至低相鄰振動(dòng)能級(jí)間的躍遷。發(fā)生振動(dòng)弛豫的時(shí)間豫的時(shí)間10-14-10 -12 s。 內(nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換：同多重度電子能級(jí)中：同多重度電子能級(jí)中,等能級(jí)間的無(wú)輻射能等能級(jí)間的無(wú)輻射能級(jí)交換，級(jí)交換，時(shí)間時(shí)間10-13-10-11 s。 。 2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院10 通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)換和

7、振動(dòng)弛豫，高激發(fā)單重態(tài)的電子通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)換和振動(dòng)弛豫，高激發(fā)單重態(tài)的電子躍回第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)。躍回第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)。 外轉(zhuǎn)換外轉(zhuǎn)換：激發(fā)分子與溶劑或其他分子之間產(chǎn)生相：激發(fā)分子與溶劑或其他分子之間產(chǎn)生相互作用而轉(zhuǎn)移能量的非輻射躍遷；互作用而轉(zhuǎn)移能量的非輻射躍遷； 外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或“猝滅猝滅”。系間跨越系間跨越：不同多重態(tài)：不同多重態(tài),有重疊的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的非有重疊的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的非輻射躍遷輻射躍遷,時(shí)間時(shí)間10-6-10-2 s。 。 改變電子自旋，禁阻躍遷，通過(guò)自旋改變電子自旋，禁阻躍遷，通過(guò)自旋軌道軌道耦合進(jìn)行。耦合進(jìn)行。2022-5-30I

8、nstrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院11 熒光發(fā)射熒光發(fā)射：電子由：電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)（基態(tài)（ 多為多為 S1 S0躍遷），發(fā)射波長(zhǎng)為躍遷），發(fā)射波長(zhǎng)為 l l 2的熒的熒光；光； 10-710-9 s 。 由圖可見(jiàn)，發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量由圖可見(jiàn)，發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量小，波長(zhǎng)長(zhǎng)；小，波長(zhǎng)長(zhǎng)； l l 2 l l 2 l l 1 ； 磷光發(fā)射磷光發(fā)射：電子由電子由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)基態(tài)（基態(tài)（ T1 S0躍遷）；躍遷）； 電子由電子由S0進(jìn)入進(jìn)入T1的可能過(guò)程：（的可能過(guò)程：（

9、 S0 T1禁阻躍禁阻躍遷）遷） 2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院12 S0 激發(fā)激發(fā)振動(dòng)弛豫振動(dòng)弛豫內(nèi)轉(zhuǎn)移內(nèi)轉(zhuǎn)移系間跨越系間跨越振動(dòng)弛豫振動(dòng)弛豫 T1 發(fā)光速度很慢：發(fā)光速度很慢： 10-410 s 。 光照停止后，可持續(xù)一段時(shí)間。光照停止后，可持續(xù)一段時(shí)間。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院132.2.激發(fā)光譜和發(fā)射光譜激發(fā)光譜和發(fā)射光譜1 1）熒光）熒光( (磷光磷光) )的激發(fā)光譜曲線的激發(fā)光譜曲線 固定測(cè)量波長(zhǎng)固定測(cè)量波長(zhǎng)( (選最大發(fā)射波長(zhǎng)選最大發(fā)射波長(zhǎng)),),化合物發(fā)射的化合物發(fā)射的熒光熒光( (磷光磷光)

10、 )強(qiáng)度與照射光波長(zhǎng)的關(guān)系曲線強(qiáng)度與照射光波長(zhǎng)的關(guān)系曲線 （圖中曲（圖中曲線線I I ） 。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院14 激發(fā)光譜曲線的激發(fā)光譜曲線的最高處，處于激發(fā)態(tài)最高處，處于激發(fā)態(tài)的分子最多，熒光強(qiáng)的分子最多，熒光強(qiáng)度最大。度最大。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院152）熒光光譜(或磷光光譜) 固定激發(fā)光波長(zhǎng)固定激發(fā)光波長(zhǎng)( (選最選最大激發(fā)波長(zhǎng)大激發(fā)波長(zhǎng)), ), 化合物發(fā)射化合物發(fā)射的熒光的熒光( (或磷光強(qiáng)度或磷光強(qiáng)度) )與發(fā)與發(fā)射光波長(zhǎng)關(guān)系曲線射光波長(zhǎng)關(guān)系曲線( (圖中曲圖中曲線線II或或III

11、) )。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院16200260320380440500560620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)射光譜磷光光譜磷光光譜室溫下菲的乙醇溶液熒（磷）光光譜室溫下菲的乙醇溶液熒（磷）光光譜2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院173）激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系 a.Stokesa.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)，的波長(zhǎng)比激發(fā)光譜的長(zhǎng)，振動(dòng)弛豫消耗了能量。振動(dòng)弛豫消耗了能量。 b. .發(fā)射光譜的形狀與激

12、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) 電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級(jí)，吸收不同波長(zhǎng)的能電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級(jí)，吸收不同波長(zhǎng)的能量量( (如能級(jí)圖如能級(jí)圖l l 2 ,l l 1)，產(chǎn)生不同吸收帶，產(chǎn)生不同吸收帶，但均回到第但均回到第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)再躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)再躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)生波長(zhǎng)一定的熒光生波長(zhǎng)一定的熒光(如如l l 2 )。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院18c. . 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（與激發(fā)光通常熒光發(fā)射光譜與它的吸收光譜（與激發(fā)光譜形狀一樣）成鏡像對(duì)稱關(guān)系。譜形狀一樣）成鏡像

13、對(duì)稱關(guān)系。 2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院19鏡像規(guī)則的解釋鏡像規(guī)則的解釋 基態(tài)上的各振動(dòng)能級(jí)基態(tài)上的各振動(dòng)能級(jí)分布與第一激發(fā)態(tài)上的各分布與第一激發(fā)態(tài)上的各振動(dòng)能級(jí)分布類似；振動(dòng)能級(jí)分布類似； 基態(tài)上的零振動(dòng)能級(jí)與第一激發(fā)態(tài)的二振基態(tài)上的零振動(dòng)能級(jí)與第一激發(fā)態(tài)的二振動(dòng)能級(jí)之間的躍遷幾率最大，相反躍遷也然。動(dòng)能級(jí)之間的躍遷幾率最大，相反躍遷也然。 2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院202022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院21200250300350400450500熒光激發(fā)光譜熒光激發(fā)光

14、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2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院223.3.熒光效率熒光效率吸收激發(fā)光的量子數(shù)發(fā)射熒光的量子數(shù) 羅丹明羅丹明B B乙醇溶液的乙醇溶液的0.97,熒熒光素水溶液光素水溶液0.65,菲乙醇溶液菲乙醇溶液0.10。一般都在。一般都在0.10-1之之間間。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院234.4.熒光和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系熒光和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 1 1）分子產(chǎn)生熒光必須具備的條件）分子產(chǎn)生熒光必須具備的條件（1）具有合適的結(jié)構(gòu)；）具有合適的結(jié)構(gòu)；（2）具有一定

15、的熒光量子產(chǎn)率。）具有一定的熒光量子產(chǎn)率。 2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院242）化合物的結(jié)構(gòu)與熒光（1）躍遷類型：）躍遷類型： * 的熒光效率高，系間跨越過(guò)的熒光效率高，系間跨越過(guò)程的速率常數(shù)小，有利于熒光的產(chǎn)生；程的速率常數(shù)小，有利于熒光的產(chǎn)生；（2）共軛效應(yīng)：提高共軛度有利于增加熒光效率并）共軛效應(yīng)：提高共軛度有利于增加熒光效率并產(chǎn)生紅移產(chǎn)生紅移（3）剛性平面結(jié)構(gòu)：可降低分子振動(dòng)，減少與溶劑）剛性平面結(jié)構(gòu)：可降低分子振動(dòng)，減少與溶劑的相互作用，故具有很強(qiáng)的熒光。如熒光素和酚酞的相互作用，故具有很強(qiáng)的熒光。如熒光素和酚酞有相似結(jié)構(gòu)，熒光素有很強(qiáng)的熒光

16、，酚酞卻沒(méi)有。有相似結(jié)構(gòu)，熒光素有很強(qiáng)的熒光，酚酞卻沒(méi)有。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院25（4）取代基效應(yīng)：芳環(huán)上有供電基，使熒光增強(qiáng)。）取代基效應(yīng)：芳環(huán)上有供電基，使熒光增強(qiáng)。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院262022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院275.熒光定量分析原理(1)定量依據(jù)定量依據(jù) 熒光強(qiáng)度熒光強(qiáng)度If正比于吸收的光量正比于吸收的光量Ia和熒光量子效率和熒光量子效率 ： If = Ia 由朗由朗-比耳定律：比耳定律： Ia = I0(1-10- l c ) If =

17、I0(1-10- l c ) = I0(1-e-2.3 l c ) 濃度很低時(shí)，將括號(hào)項(xiàng)近似處理后：濃度很低時(shí)，將括號(hào)項(xiàng)近似處理后： If = 2.3 I0 l c = Kc2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院28（2 2）環(huán)境對(duì)熒光強(qiáng)度的影響）環(huán)境對(duì)熒光強(qiáng)度的影響溶劑的影響溶劑的影響 除一般溶劑效應(yīng)外，溶劑的極性、氫鍵、配位除一般溶劑效應(yīng)外，溶劑的極性、氫鍵、配位鍵的形成都將使化合物的熒光發(fā)生變化。鍵的形成都將使化合物的熒光發(fā)生變化。溫度的影響溫度的影響 熒光強(qiáng)度對(duì)溫度變化敏感，溫度增加，外轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度對(duì)溫度變化敏感，溫度增加，外轉(zhuǎn)換去活的幾率增加。去活的幾

18、率增加。溶液溶液pH 對(duì)酸堿化合物，溶液對(duì)酸堿化合物，溶液pH的影響較大，需要嚴(yán)格的影響較大，需要嚴(yán)格控制。控制。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院29各種散射光的影響各種散射光的影響 主要有瑞利散射光和拉曼散射光干擾。通過(guò)選主要有瑞利散射光和拉曼散射光干擾。通過(guò)選擇合適的激發(fā)波長(zhǎng)來(lái)消除。擇合適的激發(fā)波長(zhǎng)來(lái)消除。激發(fā)光照射的影響激發(fā)光照射的影響 有的熒光物質(zhì)在激發(fā)光的照射下容易分解，引有的熒光物質(zhì)在激發(fā)光的照射下容易分解，引起熒光強(qiáng)度急劇下降。起熒光強(qiáng)度急劇下降。熒光的猝滅熒光的猝滅 碰撞猝滅；碰撞猝滅； 氧的熄滅作用等氧的熄滅作用等。2022-5-30In

19、strument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院306. 熒光定性分析熒光定性分析 根據(jù)熒（磷）的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜進(jìn)行化合根據(jù)熒（磷）的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜進(jìn)行化合物的鑒定。物的鑒定。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院311. 1. 儀器結(jié)構(gòu)流程儀器結(jié)構(gòu)流程 測(cè)量熒光的儀器主要由四個(gè)部分組成：激發(fā)光測(cè)量熒光的儀器主要由四個(gè)部分組成：激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測(cè)器。源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測(cè)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：有兩個(gè)單色器，光源與檢測(cè)器通常成直角。直角。12-3 12-3 熒光和磷光分析儀器熒光和磷光分析儀器202

20、2-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院32 基本流程如圖：基本流程如圖：(1)(1)光源：光源：燈和高壓汞燈，染燈和高壓汞燈，染料激光器料激光器( (可見(jiàn)與紫外區(qū)可見(jiàn)與紫外區(qū)) )(2)(2)試樣池：石英材料制成，試樣池：石英材料制成，四面透光。四面透光。(3)(3)單色器單色器：選擇激發(fā)光波長(zhǎng)選擇激發(fā)光波長(zhǎng)的第一單色器和選擇發(fā)射光的第一單色器和選擇發(fā)射光( (測(cè)量測(cè)量) )波長(zhǎng)的第二單色器；波長(zhǎng)的第二單色器；(4)檢測(cè)器：檢測(cè)器：光電倍增管。光電倍增管。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院33磷光檢測(cè)器磷光檢測(cè)器 熒光計(jì)上配上磷光測(cè)

21、量附件即可對(duì)磷光進(jìn)行測(cè)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。量。在有熒光發(fā)射的同時(shí)測(cè)量磷光。 測(cè)量方法：測(cè)量方法：（1 1）通常借助于熒光和磷光壽命的差別，采用磷）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)。光鏡的裝置將熒光隔開(kāi)。（2 2）采用脈沖光源和可控檢測(cè)及時(shí)間分辨技術(shù)。）采用脈沖光源和可控檢測(cè)及時(shí)間分辨技術(shù)。 室溫測(cè)量時(shí)，不需要杜瓦瓶。室溫測(cè)量時(shí)，不需要杜瓦瓶。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院342022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院35儀儀器器光光路路圖圖2022-

22、5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院3612-4 12-4 熒光分析法磷光分析法的特點(diǎn)和應(yīng)用熒光分析法磷光分析法的特點(diǎn)和應(yīng)用1. 1. 特點(diǎn)特點(diǎn)（1 1）靈敏度高）靈敏度高：比紫外：比紫外- -可見(jiàn)分光光度法高可見(jiàn)分光光度法高2 24 4個(gè)個(gè)數(shù)量級(jí)。檢測(cè)下限：數(shù)量級(jí)。檢測(cè)下限：0.10.10.10.1 g/cmg/cm-3-3；相對(duì)靈敏度相對(duì)靈敏度：0.05mol/L 0.05mol/L 奎寧硫酸氫鹽的硫酸溶液?？鼘幜蛩釟潲}的硫酸溶液。（2 2）選擇性強(qiáng)）選擇性強(qiáng)：既可依據(jù)特征發(fā)射光譜，又可根：既可依據(jù)特征發(fā)射光譜，又可根據(jù)特征吸收光譜；據(jù)特征吸收光譜；（3 3）試樣量

23、少）試樣量少 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：應(yīng)用范圍小。：應(yīng)用范圍小。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院372.2.熒光分析法和磷光分析法的應(yīng)用熒光分析法和磷光分析法的應(yīng)用（1 1）痕量分析）痕量分析（2 2）聯(lián)用技術(shù)的檢測(cè)器）聯(lián)用技術(shù)的檢測(cè)器（3 3）分子結(jié)構(gòu)性能的測(cè)定）分子結(jié)構(gòu)性能的測(cè)定2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院38(1)(1)無(wú)機(jī)化合物的分析無(wú)機(jī)化合物的分析 與有機(jī)試劑配合物后測(cè)量；可測(cè)量約與有機(jī)試劑配合物后測(cè)量；可測(cè)量約6060多種元素。多種元素。 鈹、鋁、硼、鎵、硒、鎂、稀土常采用熒光分析法；鈹、鋁、硼、鎵、硒、鎂、稀土常采

24、用熒光分析法； 氟、鐵、銀、鈷、鎳采用熒光熄滅法測(cè)定；氟、鐵、銀、鈷、鎳采用熒光熄滅法測(cè)定； 銅、鈹、鐵、鈷、鋨及過(guò)氧化氫采用催化熒光法測(cè)定；銅、鈹、鐵、鈷、鋨及過(guò)氧化氫采用催化熒光法測(cè)定； 鉻、鈮、鈾、碲采用低溫?zé)晒夥y(cè)定；鉻、鈮、鈾、碲采用低溫?zé)晒夥y(cè)定； 鈰、銪、銻、釩、鈾采用固體熒光法測(cè)定鈰、銪、銻、釩、鈾采用固體熒光法測(cè)定(2)(2)生物與有機(jī)化合物的分析生物與有機(jī)化合物的分析 見(jiàn)表見(jiàn)表 1）熒光分析法的應(yīng)用）熒光分析法的應(yīng)用2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院392022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院402022-5

25、-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院412 2）磷光分析法的應(yīng)用）磷光分析法的應(yīng)用1.1.稠環(huán)芳烴分析稠環(huán)芳烴分析 采取固體表面室溫磷光分析法快速靈敏測(cè)定稠采取固體表面室溫磷光分析法快速靈敏測(cè)定稠環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物（致癌物質(zhì)）；見(jiàn)表環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物（致癌物質(zhì)）；見(jiàn)表2.2.農(nóng)藥、生物堿、植物生長(zhǎng)激素的分析農(nóng)藥、生物堿、植物生長(zhǎng)激素的分析 煙堿、降煙堿、新煙堿，煙堿、降煙堿、新煙堿，2 2，4-D4-D等分析等分析 檢測(cè)限檢測(cè)限0.01 0.01 g/cmg/cm-3-3 3.3.藥物分析和臨床分析藥物分析和臨床分析 見(jiàn)表見(jiàn)表2022-5-30Instrument Ana

26、lysis 化學(xué)化工學(xué)院422022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院432022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院4412-5 12-5 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法Chemiluminescence Analysis化學(xué)發(fā)光的反應(yīng)，必須滿足兩個(gè)條件：化學(xué)發(fā)光的反應(yīng)，必須滿足兩個(gè)條件：（1）化學(xué)反應(yīng)必須提供足夠的能量，又能被反應(yīng)）化學(xué)反應(yīng)必須提供足夠的能量，又能被反應(yīng)產(chǎn)物分子吸收，使之處于激發(fā)態(tài)。產(chǎn)物分子吸收，使之處于激發(fā)態(tài)。（2）處于激發(fā)態(tài)的分子，必須能釋放出光子或能）處于激發(fā)態(tài)的分子，必須能釋放出光子或能夠?qū)⒛芰哭D(zhuǎn)移給另一個(gè)分子，使

27、該分子激發(fā)并以輻夠?qū)⒛芰哭D(zhuǎn)移給另一個(gè)分子，使該分子激發(fā)并以輻射光子的形式回到基態(tài)。射光子的形式回到基態(tài)。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院45 在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，某些化合物接受能量而被激在化學(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。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)光的化合物大多為有機(jī)化合物，芳香族）能夠發(fā)光的化合物大多為有機(jī)化合物，芳香族化合物；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）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)

28、應(yīng)能相當(dāng) E=150400 kJ/mol；位于可見(jiàn)光區(qū)；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；發(fā)光持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行； 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)存在于生物體化學(xué)發(fā)光反應(yīng)存在于生物體(螢火蟲、海洋發(fā)光生螢火蟲、海洋發(fā)光生物物)中，稱生物發(fā)光中，稱生物發(fā)光(bioluminescence)。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院46化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與化學(xué)發(fā)光分析的依據(jù)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與化學(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，得多，對(duì)于一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)：對(duì)于一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)： dc/dt =Kc； K

29、 為反應(yīng)速率常數(shù)。為反應(yīng)速率常數(shù)。定性依據(jù)：定性依據(jù)：（1 1）在一定條件下，峰值光）在一定條件下，峰值光強(qiáng)度與被測(cè)物濃度成線性；強(qiáng)度與被測(cè)物濃度成線性；2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院47（2）在一定條件下，在一定條件下，曲線下面積為發(fā)光總強(qiáng)度曲線下面積為發(fā)光總強(qiáng)度(S)，其其與被測(cè)物濃度成線性：與被測(cè)物濃度成線性： cttcttIAttcl0cl0cldddd液相中的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)液相中的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)機(jī)理研究較多，在分析中應(yīng)用最多；可測(cè)痕量的機(jī)理研究較多，在分析中應(yīng)用最多；可測(cè)痕量的H2O2 、Cu、Mn、Co、V、Fe、Cr、Ce、Hg、Th等。等。2

30、022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院48 應(yīng)用最多的發(fā)光試劑：魯米諾（應(yīng)用最多的發(fā)光試劑：魯米諾（3-氨基苯二甲酰氨基苯二甲酰肼）；肼）； 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)效率：化學(xué)發(fā)光反應(yīng)效率：0.150. 05； 魯米諾在堿性溶液中與雙氧水的反應(yīng)過(guò)程：魯米諾在堿性溶液中與雙氧水的反應(yīng)過(guò)程：2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院49 該發(fā)光反應(yīng)速度慢，某些金屬離子可催化反應(yīng)該發(fā)光反應(yīng)速度慢，某些金屬離子可催化反應(yīng)；利用這一現(xiàn)象可測(cè)定這些金屬離子。；利用這一現(xiàn)象可測(cè)定這些金屬離子。（1） 該發(fā)光反應(yīng)速度慢，某些金屬離子可催化反該發(fā)光反應(yīng)速度慢，某些金

31、屬離子可催化反應(yīng)；利用這一現(xiàn)象可間接測(cè)定這些金屬離子?？蓽y(cè)應(yīng)；利用這一現(xiàn)象可間接測(cè)定這些金屬離子。可測(cè)痕量的痕量的Cu2+ 、Mn2+、Co2+、V4+、Fe2+、 Fe3+、 Ni2+、Ag+、Au3+、Hg2+等等化學(xué)與生物發(fā)光分析的應(yīng)用化學(xué)與生物發(fā)光分析的應(yīng)用2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院50氨基酸氨基酸 + O2 酮酸酮酸 +NH3 + H2O2 氨基酸氧化酶葡萄糖葡萄糖 + O2 + H2O 葡萄糖酸葡萄糖酸 + H2O2 通過(guò)測(cè)定生成的通過(guò)測(cè)定生成的H2O2 ，確定氨基酸、葡萄糖含量。，確定氨基酸、葡萄糖含量。葡萄糖氧化酶（2） 可檢測(cè)低至可

32、檢測(cè)低至 10-9 mol/L 的的H2O2；（3） 間接測(cè)定某些生物試樣間接測(cè)定某些生物試樣2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院51生物發(fā)光分析應(yīng)用生物發(fā)光分析應(yīng)用 1 1 在在pH 78；熒光素酶；熒光素酶(E)和和Mg2+的存在下，熒的存在下，熒光素光素(LH2)與磷酸三腺甙與磷酸三腺甙(ATP)的反應(yīng)，生成磷酸腺的反應(yīng)，生成磷酸腺甙甙(AMP)熒光素和熒光素酸的復(fù)合物和鎂的焦磷酸熒光素和熒光素酸的復(fù)合物和鎂的焦磷酸鹽鹽(ppi)： ATP + LH2 + E + Mg2+ AMP LH2 E +Mg ppi + 2H+pH7 - 8復(fù)合物與氧反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光：復(fù)合物與氧反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光：2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院52 AMP LH2 E + O2 氧化氧化熒光素?zé)晒馑? + AMP+C