分子發(fā)光分析法

1、第三章 分子發(fā)光分析法第一節(jié) 熒光分析法第二節(jié) 磷光分析法第三節(jié) 化學(xué)發(fā)光分析法第一節(jié)熒光分析法（Fluorescence）一 概述(一)、分子發(fā)射光譜與分子能級(jí)結(jié)構(gòu)吸光無輻射躍遷系間跨越單重線態(tài)三重線態(tài)熒光磷光E0E1E2振動(dòng)弛豫內(nèi)部轉(zhuǎn)換(二)、分子吸收光譜與分子熒光光譜吸光熒光250300350400450蒽乙醇溶液吸收和熒光光譜相對(duì)強(qiáng)度300 400 500相對(duì)強(qiáng)度熒光光譜與吸收光譜鏡像對(duì)稱熒光光譜較吸收光譜簡(jiǎn)單硫酸奎寧在稀硫酸中的熒光光譜與吸收光譜(三)、熒光量子產(chǎn)率（熒光效率）發(fā)熒光的兩個(gè)必要條件 分子能吸收光子而躍遷至激發(fā)態(tài) 激發(fā)態(tài)分子能以光的形式釋放能量熒光效率（f）=發(fā)出光子數(shù)

2、吸收光子數(shù)如果一個(gè)分子將吸收的光子全部釋放，則其量子產(chǎn)率為100%。化合物 熒光效率溶劑熒光素0.92（）曙紅0.19（ ）羅丹明B0.97（乙醇）蒽0.31（己烷）核黃素0.26（水，pH7）菲0.10（乙醇）萘0.12（乙醇）酚0.22（水）葉綠素0.32（苯）某些化合物的熒光效率(四)、量子產(chǎn)率與分子結(jié)構(gòu)熒光通常發(fā)生在具有剛性結(jié)構(gòu)和平面結(jié)構(gòu)的-電子共軛體系分子中，任何有利于提高-電子共軛度的結(jié)構(gòu)改變，都將提高熒光量子產(chǎn)率，或使熒光波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)。化合物熒光效率平均波長(zhǎng)苯0.07283聯(lián)苯0.18316對(duì)聯(lián)三苯0.93342化合物熒光效率平均波長(zhǎng)苯0.07283萘0.23334蒽0.

3、36402苯0.07283甲苯0.17285乙苯0.18286(五)、熒光分析的特點(diǎn)1、靈敏度高2、選擇性好3、儀器簡(jiǎn)單4、應(yīng)用范圍廣二熒光定量分析基礎(chǔ)If = fIa= f ( Io-I )If : 熒光強(qiáng)度 Io : 所吸收的輻射強(qiáng)度； f ：熒光效率(一)、熒光強(qiáng)度與濃度將指數(shù)展開：如果吸光度A 紫外-可見吸收光譜光源激光誘導(dǎo)熒光Laser Induced fluorescence低壓汞燈：254 nm2、單色器濾光片棱鏡光柵400 500600nmRelative FL IntensityEXEMWavelength /Stocks位移標(biāo)準(zhǔn)1樣品2Wavelength /If熒光光譜I

4、f1 1A1 If2 2A2=量子產(chǎn)率的測(cè)定1A1 If1 2A2 If2=奎寧在的硫酸中熒光量子產(chǎn)率的絕對(duì)值為。熒光分析的缺點(diǎn)散射光影響磷光分析的儀器光源檢測(cè)器貝克勒耳圓盤低溫磷光分析固體基質(zhì)室溫磷光分析保護(hù)流體室溫磷光分析無保護(hù)流體室溫磷光分析磷光分析的缺點(diǎn)儀器復(fù)雜，需要固體基質(zhì)或保護(hù)化學(xué)發(fā)光分析的儀器記錄器四熒光、磷光和化學(xué)發(fā)光分析法（Fluorescence，phosphorescence and chemiluminescence analysis）(一)、理論基礎(chǔ)1、分子發(fā)射光譜與分子能級(jí)結(jié)構(gòu)吸光無輻射躍遷系間跨越單重線態(tài)三重線態(tài)熒光磷光E0E1E2振動(dòng)弛豫（1）分子吸收光譜與分子

5、熒光光譜吸光熒光250300350400450蒽乙醇溶液吸收和熒光光譜相對(duì)強(qiáng)度300 400 500相對(duì)強(qiáng)度熒光光譜與吸收光譜鏡像對(duì)稱熒光光譜較吸收光譜簡(jiǎn)單硫酸奎寧在稀硫酸中的熒光光譜與吸收光譜（2）熒光量子產(chǎn)率（熒光效率）發(fā)熒光的兩個(gè)必要條件 分子能吸收光子而躍遷至激發(fā)態(tài) 激發(fā)態(tài)分子能以光的形式釋放能量熒光效率（f）=發(fā)出光子數(shù)吸收光子數(shù)如果一個(gè)分子將吸收的光子全部釋放，則其量子產(chǎn)率為100%?；衔?熒光效率溶劑熒光素0.92（）曙紅0.19（ ）羅丹明B0.97（乙醇）蒽0.31（己烷）核黃素0.26（水，pH7）菲0.10（乙醇）萘0.12（乙醇）酚0.22（水）葉綠素0.32（苯）某

6、些化合物的熒光效率（3）量子產(chǎn)率與分子結(jié)構(gòu)熒光通常發(fā)生在具有剛性結(jié)構(gòu)和平面結(jié)構(gòu)的-電子共軛體系分子中，任何有利于提高-電子共軛度的結(jié)構(gòu)改變，都將提高熒光量子產(chǎn)率，或使熒光波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)?；衔餆晒庑势骄ㄩL(zhǎng)苯0.07283聯(lián)苯0.18316對(duì)聯(lián)三苯0.93342化合物熒光效率平均波長(zhǎng)苯0.07283萘0.23334蒽0.36402苯0.07283甲苯0.17285乙苯0.182862、熒光定量分析基礎(chǔ)If = fIa= f ( Io-I )If : 熒光強(qiáng)度 Io : 所吸收的輻射強(qiáng)度； f ：熒光效率（1）熒光強(qiáng)度與濃度將指數(shù)展開：如果吸光度A 紫外-可見吸收光譜光源強(qiáng)度激光誘導(dǎo)熒光

7、Laser Induced fluorescence低壓汞燈：254 nm2、單色器濾光片棱鏡光柵400 500600nmRelative FL IntensityEXEMWavelength /Stocks位移標(biāo)準(zhǔn)1樣品2Wavelength /If熒光光譜If1 1A1 If2 2A2=量子產(chǎn)率的測(cè)定1A1 If1 2A2 If2=奎寧在的硫酸中熒光量子產(chǎn)率的絕對(duì)值為。熒光分析的缺點(diǎn)散射光影響（3）熒光分析的特點(diǎn)靈敏度高選擇性好儀器簡(jiǎn)單應(yīng)用范圍廣第二節(jié) 磷光分析法低溫磷光分析固體基質(zhì)室溫磷光分析保護(hù)流體室溫磷光分析無保護(hù)流體室溫磷光分析一 低溫磷光分析法低溫磷光分析是將試樣溶于有機(jī)溶劑中，

8、在液氮（溫度77K）條件下形成剛性玻璃狀物后，測(cè)量磷光.這樣，可減小分子間的碰撞，防止磷光猝滅.所用的溶劑應(yīng)具備下列條件：易于制備和提純；能很好的溶解被分析物質(zhì)；在77K溫度下應(yīng)有足夠的粘度并能形成明凈的剛性玻璃體；在所研究的光譜區(qū)背景要低，沒有明顯的光吸收和光發(fā)射現(xiàn)象.表列出了部分低溫磷光分析常用試劑.低溫磷光分析常用試劑溶劑及組成混合比例（V/V）使用溫度乙醇異戊醇乙醚（EPA）25577K異丙醇異戊醇乙醚25+577K乙醇甲醇碘乙（丙）烷164177K水乙二醇12123K150KEPA氯仿12177KEPA+碘甲烷（IEPA）10+177K三乙醇胺純?nèi)軇?93K213K 二 室溫磷光分析

9、低溫磷光需要適當(dāng)?shù)牡蜏貤l件，限制了它的應(yīng)用及發(fā)展.室溫磷光分析避免了低溫條件，將試樣固定在濾紙、硅膠、氧化鋁、玻璃纖維、淀粉、溴化鉀等基體上，以增加其剛性，減少三重態(tài)的碰撞猝滅，增強(qiáng)磷光相對(duì)強(qiáng)度.磷光分析的儀器光源檢測(cè)器貝克勒耳圓盤第三節(jié) 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)反應(yīng)中，產(chǎn)物分子吸收了反應(yīng)過程中釋放的化學(xué)能而被激發(fā)，在返回基態(tài)時(shí)發(fā)出光輻射稱為化學(xué)發(fā)光，根據(jù)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的總發(fā)光強(qiáng)度來確定物質(zhì)含量的方法稱為化學(xué)發(fā)光分析法。一 化學(xué)發(fā)光分析的基本理論 (一)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的基本要求：(1).化學(xué)反應(yīng)必須提供足夠的化學(xué)能，且被發(fā)光物質(zhì)吸收形成電子激發(fā)態(tài).如果在760nm280nm的可見紫外光區(qū)產(chǎn)

10、生化學(xué)發(fā)光，則要求化學(xué)反應(yīng)提供160之間的能量，具有過氧化物中間產(chǎn)物的氧化還原反應(yīng)一般能滿足這種要求.因此，化學(xué)發(fā)光反應(yīng)大多數(shù)是有H2O2、O3等參加的高能氧化還原反應(yīng).（2）.吸收化學(xué)能處于電子激發(fā)態(tài)的分子返回到基態(tài)時(shí)，能以光的形式釋放出能量，或把能量轉(zhuǎn)移到一個(gè)合適的接受體上，該接受體能以光的形式釋放能量，產(chǎn)生敏化化學(xué)發(fā)光(sensitzed chemiluminescence).化學(xué)發(fā)光效率CL化學(xué)發(fā)光效率等于激發(fā)態(tài)分子的產(chǎn)率Ce和激發(fā)態(tài)分子的發(fā)光效率em之乘積. 化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度與反應(yīng)物濃度間的關(guān)系 根據(jù)化學(xué)發(fā)光發(fā)生和消失時(shí)間的長(zhǎng)短，通常分為快發(fā)光和慢發(fā)光兩種.快發(fā)光在反應(yīng)進(jìn)行1秒之內(nèi)即可達(dá)到發(fā)光峰值，在5秒之內(nèi)峰值衰減90，慢發(fā)光的發(fā)生和衰減時(shí)間相對(duì)要長(zhǎng)一些.不論是快發(fā)光還是慢發(fā)光，化學(xué)發(fā)光的相對(duì)強(qiáng)度ICL決定于化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的轉(zhuǎn)化速率，而后者常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度的變化表示. 靈敏度和檢出限 化學(xué)發(fā)光分析法的靈敏度通常不是由儀器可檢測(cè)的最低濃度決定的，因?yàn)樵S多化學(xué)發(fā)光法都是高靈敏的，儀器檢測(cè)光的能量不是主要問題，而環(huán)境污染和其它低濃度的干擾因素及排除顯得特別重要，它們往往決定方法的靈敏度.一般把所產(chǎn)生的化學(xué)發(fā)光相對(duì)強(qiáng)度等于空白信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)偏差S0三