分子熒光分析法

分子熒光分析法用X射線作光源，待測物質(zhì)的原子受激發(fā)后在很短時間內(nèi)(10-8s)發(fā)射波長在X射線范圍內(nèi)的熒光。待測元素的原子蒸氣吸收輻射激發(fā)后，在很短的時間內(nèi)(10-8s)，部分將發(fā)生輻射躍遷至基態(tài)，這種二次輻射即為熒光，根據(jù)其波長可進行定性，根據(jù)譜線強度進有些物質(zhì)的多原子分子，在用紫外、可見光(或紅外光)照射時，也能發(fā)射波長在紫外、可見(紅外)區(qū)熒光，根據(jù)其波長及強度可進行定性和定量分析，這就是通常的(分子)熒光分析法。熒光的發(fā)生過程(一)分子的激發(fā)態(tài)——單線激發(fā)態(tài)和三線激發(fā)態(tài)大多數(shù)分子含有偶數(shù)電子，在基態(tài)時，這些電子成對地存在于各個原子或分子軌道，圖1單線基態(tài)(A)、單線激發(fā)態(tài)(B)和三線激發(fā)態(tài)(C)改變，這時便具有兩個自旋不配對“三線激發(fā)態(tài)”比“單線激發(fā)態(tài)”能量稍低。但由于電子自旋方向的改變在禁阻的，即躍遷幾率非常小，只相當于單線態(tài)→單線態(tài)過程的10-(二)分子去活化過程及熒光的發(fā)生： (一個分子的外層電子能級包括S(基態(tài))和各激發(fā)態(tài)S，S，…..，T…..，0121處于激發(fā)態(tài)的分子不穩(wěn)定，在較短的時間內(nèi)可通過不同途徑釋放多余的能量(輻能量以熱的形式迅速傳遞給溶劑分子(環(huán)境)，在10-11~10-13秒時間回到同一電子激振動弛豫。：當激發(fā)態(tài)S的較低振動能級與S的較高振動能級的能量相當或重疊21時，分子有可能從S的振動能級以無輻射方式過渡到S的能量相等的振動能級上，21(“內(nèi)轉(zhuǎn)換”過程同樣也發(fā)生在三線激發(fā)態(tài)的電子能級間)3.外轉(zhuǎn)換：激發(fā)態(tài)分子與溶劑分子或其他溶質(zhì)分子相互作用(如碰撞)而以非輻射形式轉(zhuǎn)移掉能量回到基態(tài)的過程稱“外轉(zhuǎn)換”。4.系間跨躍：當電子單線激發(fā)態(tài)的最低振動能級與電子三線激發(fā)態(tài)的較高振動能級相電子自旋狀態(tài)改變的S—T躍遷，這一過程稱為“系間跨躍”。(含有高原子序數(shù)的原子如Br、I的分子中，由于分子軌道相互作用大，此過2態(tài)的最低振動能級時，第一單線激發(fā)態(tài)最低振動能級的電子可通過發(fā)射輻射(光子)如果熒光幾率較高，則發(fā)射過程較快，需10-8秒。(它代表熒光的壽命)由于不同電子激發(fā)態(tài)(S)的不同振動能級相重疊時，內(nèi)轉(zhuǎn)換發(fā)生速度很快(容易)，在10-11~1013秒內(nèi)完成，所以通過重疊的振動能級發(fā)生內(nèi)轉(zhuǎn)換的幾率要比由高激發(fā)態(tài)發(fā)射熒光的幾率大的多，因此，盡管使分子激發(fā)的波長有短()有長()，2但發(fā)射熒光的波長只有(>>)。3126.磷光發(fā)射：第一電子三線激發(fā)態(tài)最低振動能級的分子以發(fā)射輻射(光子)的形式(磷光的波長較熒光的波長稍長，發(fā)生過程較慢約10-4~10s)43由于三線態(tài)—單線態(tài)的躍遷是禁阻的，三線態(tài)壽命比較長，(10-3~10s左右)，若沒其它過程同它競爭時，磷光的發(fā)生就有可能；由于三線態(tài)壽命較長，因而，失去激發(fā)能的可能性大，以致在室溫條件下很難過程相比過程相比(三)熒光量子效率：光的光子數(shù)的比值。=發(fā)射熒光的光子數(shù)劑等)。二.激發(fā)光譜與熒光(發(fā)射)光譜從激發(fā)光譜圖上可找到發(fā)生熒光強度最強的激發(fā)波長選用可得到強度最大2.熒光光譜：選擇作激發(fā)光源，用另一單色器將物質(zhì)發(fā)射的熒光分光，記錄每一F三.熒光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系發(fā)生-*躍遷分子，其摩爾吸光系數(shù)()比n-*躍遷分子的大100—1000倍，它的激發(fā)單線態(tài)與三線態(tài)間的能量差別比n-*的大的多，電子不易形成自旋反所以——只有那些具有-共軛雙鍵的分子才能發(fā)射較強的熒光；電子共軛程度越大，熒光強度就越大(與長移)大多數(shù)含芳香環(huán)、雜環(huán)的exem322tt=10bc具有剛性，它是強熒光物質(zhì)；而酚酞分子由于一.熒光強度與溶液濃度的關(guān)系強度F和溶液吸收光能0t0tIII=I.10bct002.303bc)F=K’00=K’0KI(1-e-0將式中e-2.303bc展開，得F=K'I(2.303bc(2.303bc)2+(2.303bc)3+…)(4)02!3!F=K’I2.303bc0(5)對于一熒光物質(zhì)的稀溶液，當I及b一定時，0(6)即在低濃度(2.303bc0.05)時，溶液的熒光強度與熒光物質(zhì)的濃度呈(線性)正比關(guān)系。量分析方法標準溶液，同空白溶液，使樣經(jīng)過相同的處理之s0xs0x0工作曲線上求得待測物的濃度(或含量)。選擇其線性范圍，用直接比較法進FF=KcFF=Kcc=.c(7)sˉ0S，xˉ0xxFFss0三.影響熒光強度的外界因素但對某些易感光、易分解的熒光物質(zhì)，盡量采用長波長，低I及短時間光照02.溫度：大多數(shù)分子在溫度升高時，分子與分子之間，分子與溶劑分子之間的碰pH基的芳香組化合物的熒光一般都與pH值溶劑粘度↓→↓現(xiàn)象稱“內(nèi)濾”。6.散射光的影響(溶劑的二種散射)(1)瑞利散射光：物質(zhì)(溶劑或其它分子)分子吸收光能后，躍遷到基態(tài)的較高振動能級，在極短時間(10-12s)返回到原來的振動能級并發(fā)出和原來吸收光相同波長的(2)拉曼散射光：物質(zhì)分子吸收光能后，若電子返回到比原來能極稍高(或稍低)，拉曼散射與激發(fā)光波長不同，而熒光物質(zhì)的選擇適當?shù)募ぐl(fā)波長將拉曼散射光與熒光用導(dǎo)致熒光強度降低的現(xiàn)的熒光物質(zhì)產(chǎn)生不同程度的熒光熄滅現(xiàn)2器分光光度計的基本組成部件：激發(fā)光源、樣品池、單色器、檢測汞燈：提供線光譜(光源強度隨變化大)碘鎢燈：提供連續(xù)光譜300~700nm.2.樣品池：通常用石英材料制成長方體形(方形)，(散射光較少)，低溫熒光測氮的透明石英真空瓶。熒光分光光度計——兩個光柵(位置同濾光片)單色性好。算機操作系統(tǒng)等機化合物的熒光分析無機化合物除了鈉鹽等少數(shù)例外，一般不顯示熒光。但很多金屬或非金屬離子1.直接分析法：形成配(鰲)合物ueWZnZr有機化合物的熒光分析熒光分析法主要應(yīng)用于有機物、生化物質(zhì)、藥物的測定(200多種)；包括12612.基因研究及檢測