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)過程中，分子吸收反應(yīng)釋放出的在化學(xué)反應(yīng)過程中，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）分子能級與躍遷 分子能級比原子能級復(fù)雜；分子能級比原子能級復(fù)雜； 在每個(gè)電子能級上，都存在振動、轉(zhuǎn)動能級；在每個(gè)電子能級上，都存在振動、轉(zhuǎn)動能級； 基態(tài)基態(tài)(S0)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)(S1、S2、激發(fā)態(tài)振動能級激發(fā)態(tài)振動能級) )：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(見能級圖見能級圖)；速度；速度最快

3、、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢；最快、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢； 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)； 平行自旋比成對自旋穩(wěn)定平行自旋比成對自旋穩(wěn)定( (洪特規(guī)則洪特規(guī)則) )，三重態(tài)能，三重態(tài)能級比相應(yīng)單重態(tài)能級低；級比相應(yīng)單重態(tài)能級低；

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；通過其他途徑進(jìn)入禁阻躍遷；通過其他途徑進(jìn)入(見能級圖見能級圖)；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)，通過輻射躍遷過輻射躍遷(發(fā)光發(fā)光)和無輻射躍遷等方式失去能量。和無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)移系間跨越振動弛預(yù)無

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)度相對大；發(fā)光強(qiáng)度相對大；熒光熒光：10-710-9 s,第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級基態(tài)；基態(tài)；磷光磷光：10-410s；第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級；第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級基態(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)換振動弛豫2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院9非輻射能量傳遞過程非輻射能量傳遞過程 振動弛豫振動弛豫：同一：同一電子能級內(nèi)以熱能量交換形式由高電子能級內(nèi)以熱能量交換形式由高振動能級至低相鄰振動能級間的躍遷。發(fā)生振動弛振動能級至低相鄰振動能級間的躍遷。發(fā)生振動弛豫的時(shí)間豫的時(shí)間10-14-10 -12 s。 內(nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換：同多重度電子能級中：同多重度電子能級中,等能級間的無輻射能等能級間的無輻射能級交換，級交換，時(shí)間時(shí)間10-13-10-11 s。 。 2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院10 通過內(nèi)轉(zhuǎn)換和

7、振動弛豫，高激發(fā)單重態(tài)的電子通過內(nèi)轉(zhuǎn)換和振動弛豫，高激發(fā)單重態(tài)的電子躍回第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級。躍回第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級。 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)動能級間的非有重疊的轉(zhuǎn)動能級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，通過自旋改變電子自旋，禁阻躍遷，通過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)的最低振動能級第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級基態(tài)（基態(tài)（ 多為多為 S1 S0躍遷），發(fā)射波長為躍遷），發(fā)射波長為 l l 2的熒的熒光；光； 10-710-9 s 。 由圖可見，發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量由圖可見，發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量小，波長長；小，波長長； 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)的最低振動能級第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級基態(tài)（基態(tài)（ T1 S0躍遷）；躍遷）； 電子由電子由S0進(jìn)入進(jìn)入T1的可能過程：（的可能過程：（

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)振動弛豫振動弛豫內(nèi)轉(zhuǎn)移內(nèi)轉(zhuǎn)移系間跨越系間跨越振動弛豫振動弛豫 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 固定測量波長固定測量波長( (選最大發(fā)射波長選最大發(fā)射波長),),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)度與照射光波長的關(guān)系曲線強(qiáng)度與照射光波長的關(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)光波長固定激發(fā)光波長( (選最選最大激發(fā)波長大激發(fā)波長), ), 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)射光波長關(guān)系曲線射光波長關(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)射光譜之間的波長差值。發(fā)射光譜激發(fā)光譜與發(fā)射光譜之間的波長差值。發(fā)射光譜的波長比激發(fā)光譜的長，的波長比激發(fā)光譜的長，振動弛豫消耗了能量。振動弛豫消耗了能量。 b. .發(fā)射光譜的形狀與激

12、發(fā)波長無關(guān)發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長無關(guān) 電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級，吸收不同波長的能電子躍遷到不同激發(fā)態(tài)能級，吸收不同波長的能量量( (如能級圖如能級圖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)的最低振動能級再躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級再躍遷回到基態(tài)，產(chǎn)生波長一定的熒光生波長一定的熒光(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）成鏡像對稱關(guān)系。譜形狀一樣）成鏡像

13、對稱關(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)上的各振動能級基態(tài)上的各振動能級分布與第一激發(fā)態(tài)上的各分布與第一激發(fā)態(tài)上的各振動能級分布類似；振動能級分布類似； 基態(tài)上的零振動能級與第一激發(fā)態(tài)的二振基態(tài)上的零振動能級與第一激發(fā)態(tài)的二振動能級之間的躍遷幾率最大，相反躍遷也然。動能級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，系間跨越過的熒光效率高，系間跨越過程的速率常數(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，減少與溶劑）剛性平面結(jié)構(gòu)：可降低分子振動，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、，酚酞卻沒有。有相似結(jié)構(gòu)，熒光素有很強(qiáng)的熒光，酚酞卻沒有。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)，將括號項(xiàng)近似處理后：濃度很低時(shí)，將括號項(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)境對熒光強(qiáng)度的影響）環(huán)境對熒光強(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)度對溫度變化敏感，溫度增加，外轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度對溫度變化敏感，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 對酸堿化合物，溶液對酸堿化合物，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。通過選主要有瑞利散射光和拉曼散射光干擾。通過選擇合適的激發(fā)波長來消除。擇合適的激發(fā)波長來消除。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 測量熒光的儀器主要由四個(gè)部分組成：激發(fā)光測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)、檢測器。源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測器。 特殊點(diǎn)特殊點(diǎn)：有兩個(gè)單色器，光源與檢測器通常成：有兩個(gè)單色器，光源與檢測器通常成直角。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( (可見與紫外區(qū)可見與紫外區(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)光波長選擇激發(fā)光波長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( (測量測量) )波長的第二單色器；波長的第二單色器；(4)檢測器：檢測器：光電倍增管。光電倍增管。2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院33磷光檢測器磷光檢測器 熒光計(jì)上配上磷光測

21、量附件即可對磷光進(jìn)行測熒光計(jì)上配上磷光測量附件即可對磷光進(jìn)行測量。在有熒光發(fā)射的同時(shí)測量磷光。量。在有熒光發(fā)射的同時(shí)測量磷光。 測量方法：測量方法：（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。光鏡的裝置將熒光隔開。（2 2）采用脈沖光源和可控檢測及時(shí)間分辨技術(shù)。）采用脈沖光源和可控檢測及時(shí)間分辨技術(shù)。 室溫測量時(shí)，不需要杜瓦瓶。室溫測量時(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- -可見分光光度法高可見分光光度法高2 24 4個(gè)個(gè)數(shù)量級。檢測下限：數(shù)量級。檢測下限：0.10.10.10.1 g/cmg/cm-3-3；相對靈敏度相對靈敏度：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)的檢測器）聯(lián)用技術(shù)的檢測器（3 3）分子結(jié)構(gòu)性能的測定）分子結(jié)構(gòu)性能的測定2022-5-30Instrument Analysis 化學(xué)化工學(xué)院38(1)(1)無機(jī)化合物的分析無機(jī)化合物的分析 與有機(jī)試劑配合物后測量；可測量約與有機(jī)試劑配合物后測量；可測量約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定；氟、鐵、銀、鈷、鎳采用熒光熄滅法測定； 銅、鈹、鐵、鈷、鋨及過氧化氫采用催化熒光法測定；銅、鈹、鐵、鈷、鋨及過氧化氫采用催化熒光法測定； 鉻、鈮、鈾、碲采用低溫?zé)晒夥y定；鉻、鈮、鈾、碲采用低溫?zé)晒夥y定； 鈰、銪、銻、釩、鈾采用固體熒光法測定鈰、銪、銻、釩、鈾采用固體熒光法測定(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 見表見表 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定稠采取固體表面室溫磷光分析法快速靈敏測定稠環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物（致癌物質(zhì)）；見表環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物（致癌物質(zhì)）；見表2.2.農(nóng)藥、生物堿、植物生長激素的分析農(nóng)藥、生物堿、植物生長激素的分析 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 檢測限檢測限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 見表見表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)過程中，某些化合物接受能量而被激在化學(xué)反應(yīng)過程中，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；位于可見光區(qū)；位于可見光區(qū)；（3）發(fā)光持續(xù)時(shí)間較長，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行；發(fā)光持續(xù)時(shí)間較長，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，被分析物相對于發(fā)光試劑小在化學(xué)發(fā)光分析中，被分析物相對于發(fā)光試劑小得多，得多，對于一級動力學(xué)反應(yīng)：對于一級動力學(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)度與被測物濃度成線性；強(qiáng)度與被測物濃度成線性；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)，其其與被測物濃度成線性：與被測物濃度成線性： 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；可測痕量的機(jī)理研究較多，在分析中應(yīng)用最多；可測痕量的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)過程：魯米諾在堿性溶液中與雙氧水的反應(yīng)過程：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)象可測定這些金屬離子。；利用這一現(xiàn)象可測定這些金屬離子。（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)象可間接測定這些金屬離子?？蓽y應(yīng)；利用這一現(xiàn)象可間接測定這些金屬離子?？蓽y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 通過測定生成的通過測定生成的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） 可檢測低至可

32、檢測低至 10-9 mol/L 的的H2O2；（3） 間接測定某些生物試樣間接測定某些生物試樣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