分子發(fā)光分析法

分子發(fā)光分析法1井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日第一次記錄熒光現(xiàn)象的是16世紀(jì)西班牙的內(nèi)科醫(yī)生和植物學(xué)家N.Monardes，1575年他提到在含有一種稱為“LignumNephriticum”的木頭切片的水溶液中，呈現(xiàn)了極為可愛的天藍(lán)色。直到1852年，Stokes在考察奎寧和葉綠素的熒光時，用分光光度計觀察到其熒光的波長比入射光的波長稍微長些，才判斷這種現(xiàn)象是這些物質(zhì)在吸收光能后重新發(fā)射不同波長的光，而不是由光的漫射作用所引起的，從而導(dǎo)入了熒光是光發(fā)射的概念，他還由發(fā)熒光的礦石“螢石”推演而提出“熒光”這一術(shù)語。1867年，Goppelsroder進(jìn)行了歷史上首次的熒光分析工作，應(yīng)用鋁—桑色素配合物的熒光進(jìn)行鋁的測定。19世紀(jì)以前，熒光的觀察是靠肉眼進(jìn)行的，直到1928年，才由Jette和West提出了第一臺熒光計。2井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日某些物質(zhì)的分子吸收一定能量后，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，以光輻射的形式從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，這種現(xiàn)象稱為分子發(fā)光，在此基礎(chǔ)上建立起來的分析方法為分子發(fā)光分析法較高激發(fā)態(tài)基態(tài)吸收能量受激光輻射退激分子在退激過程中以光輻射形式釋放能量3井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日根據(jù)分子受激時所吸收能源及輻射光的機(jī)理不同分為以下幾類：

光致發(fā)光：以光能來激發(fā)而發(fā)光

電致發(fā)光：以電能來激發(fā)而發(fā)光—熒光燈生物發(fā)光：以生物體釋放的能量激發(fā)而發(fā)光化學(xué)發(fā)光：以化學(xué)反應(yīng)能激發(fā)而發(fā)光熒光—熒光分析法磷光—磷光分析法4井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日一、熒光與磷光的產(chǎn)生過程由分子結(jié)構(gòu)理論，主要討論熒光及磷光的產(chǎn)生機(jī)理。1.分子能級與躍遷分子能級比原子能級復(fù)雜；在每個電子能級上，都存在振動、轉(zhuǎn)動能級；

基態(tài)(S0)→激發(fā)態(tài)(S1、S2、激發(fā)態(tài)振動能級)：吸收特定頻率的輻射；量子化；躍遷一次到位；激發(fā)態(tài)→基態(tài)：多種途徑和方式(見能級圖)；速度最快、激發(fā)態(tài)壽命最短的途徑占優(yōu)勢；第一、第二、…電子激發(fā)單重態(tài)S1、S2…

；第一、第二、…電子激發(fā)三重態(tài)T1、T2…

；第一節(jié)分子發(fā)光分析法原理5井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日2.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為電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和(0或1)；平行自旋比成對自旋穩(wěn)定(洪特規(guī)則)，三重態(tài)能級比相應(yīng)單重態(tài)能級低；大多數(shù)有機(jī)分子的基態(tài)處于單重態(tài)；

6井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日3.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，通過輻射躍遷(發(fā)光)和無輻射躍遷等方式失去能量；傳遞途徑輻射躍遷熒光延遲熒光磷光內(nèi)轉(zhuǎn)換外轉(zhuǎn)換系間跨越振動弛豫無輻射躍遷

激發(fā)態(tài)停留時間短、返回速度快的途徑，發(fā)生的幾率大，發(fā)光強(qiáng)度相對大；熒光：10-7～10-9s,第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)；磷光：10-4～10s；第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)；7井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日S2S1S0T1吸收發(fā)射熒光發(fā)射磷光系間跨越內(nèi)轉(zhuǎn)換振動弛豫能量l2l1l

3

外轉(zhuǎn)換l

2T2內(nèi)轉(zhuǎn)換振動弛豫8井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日非輻射能量傳遞過程

振動弛豫：同一電子能級內(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)生振動弛豫的時間10-12s。

內(nèi)轉(zhuǎn)換：同多重度電子能級中,等能級間的無輻射能級交換。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。

外轉(zhuǎn)換：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；外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或“猝滅”。系間跨越：不同多重態(tài),有重疊的轉(zhuǎn)動能級間的非輻射躍遷。改變電子自旋，禁阻躍遷，通過自旋—軌道耦合進(jìn)行。9井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日輻射能量傳遞過程

熒光發(fā)射：電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)（多為S1→S0躍遷；10-7～10-9s

發(fā)射熒光的能量比分子吸收的能量小，波長長；磷光發(fā)射：電子由第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級→基態(tài)（T1→S0躍遷）；電子由S0進(jìn)入T1的可能過程：（S0→T1禁阻躍遷）

S0→激發(fā)→振動弛豫→內(nèi)轉(zhuǎn)換→系間跨越→振動弛豫→T1發(fā)光速度很慢：10-4～100s。光照停止后，可持續(xù)一段時間。10井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日二、激發(fā)光譜與熒光(磷光)光譜

熒光(磷光)：光致發(fā)光，照射光波長如何選擇？1.熒光(磷光)的激發(fā)光譜曲線

固定測量波長(選最大發(fā)射波長),化合物發(fā)射的熒光(磷光)強(qiáng)度與照射光波長的關(guān)系曲線（圖中曲線I）。

激發(fā)光譜曲線的最高處，處于激發(fā)態(tài)的分子最多，熒光強(qiáng)度最大；11井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日2.熒光光譜(或磷光光譜)

固定激發(fā)光波長(選最大激發(fā)波長),化合物發(fā)射的熒光(或磷光)強(qiáng)度與發(fā)射光波長關(guān)系曲線(圖中曲線II或III)。12井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日13井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日3.激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的關(guān)系

a.Stokes位移激發(fā)光譜與發(fā)射光譜之間的波長差值。發(fā)射光譜的波長比激發(fā)光譜的長，振動弛豫消耗了能量。b.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，吸收不同波長的能量，產(chǎn)生不同吸收帶，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)生波長一定的熒光。c.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)光譜形狀一樣）成鏡像對稱關(guān)系。14井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日鏡像規(guī)則的解釋

基態(tài)上的各振動能級分布與第一激發(fā)態(tài)上的各振動能級分布類似；

基態(tài)上的零振動能級與第一激發(fā)態(tài)的二振動能級之間的躍遷幾率最大，相反躍遷也然。

15井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日200250300350400450500熒光激發(fā)光譜熒光發(fā)射光譜nm蒽的激發(fā)光譜和熒光光譜16井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日三、熒光的產(chǎn)生與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系1.分子產(chǎn)生熒光必須具備的條件（1）具有合適的結(jié)構(gòu)；（2）具有一定的熒光量子產(chǎn)率。熒光量子產(chǎn)率（）：

熒光量子產(chǎn)率與激發(fā)態(tài)能量釋放各過程的速率常數(shù)有關(guān)，如外轉(zhuǎn)換過程速度快，不出現(xiàn)熒光發(fā)射；17井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日2.化合物的結(jié)構(gòu)與熒光（1）躍遷類型：*→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；（2）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)：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。如熒光素和酚酞有相似結(jié)構(gòu)，熒光素有很強(qiáng)的熒光，酚酞卻沒有。（4）取代基效應(yīng)：芳環(huán)上有供電基，使熒光增強(qiáng)。芳環(huán)上被F、Cl、Br、I取代后，使系間竄躍加強(qiáng)，磷光增強(qiáng)，熒光減弱。其熒光強(qiáng)度隨鹵素原子量增加而減弱，磷光相應(yīng)增強(qiáng)，這種效應(yīng)為重原子效應(yīng)。18井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日不產(chǎn)生熒光產(chǎn)生熒光產(chǎn)生熒光不產(chǎn)生熒光F=0.92萘VAF(萘)=5F(VA)

熒光黃酚酞偶氮菲偶氮苯19井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日20井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日四、影響熒光強(qiáng)度的因素

影響熒光強(qiáng)度的外部因素1.溶劑的影響

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；2.溫度的影響

熒光強(qiáng)度對溫度變化敏感，溫度增加，外轉(zhuǎn)換去活的幾率增加。3.溶液pH

對酸堿化合物，溶液pH的影響較大，需要嚴(yán)格控制；21井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日pH≈1有熒光pH≈13無熒光無熒光有熒光另外，表面活性劑也會影響熒光強(qiáng)度和特性22井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日4.內(nèi)濾光作用和自吸現(xiàn)象

自吸現(xiàn)象：化合物的熒光發(fā)射光譜的短波長端與其吸收光譜的長波長端重疊，產(chǎn)生自吸收；如蒽化合物。

內(nèi)濾光作用：溶液中含有能吸收激發(fā)光或熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光，如色胺酸中的重鉻酸鉀；23井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日5.溶液熒光的猝滅——熒光物質(zhì)與溶劑或其它物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或發(fā)生碰撞后使熒光強(qiáng)度下降或熒光效率f下降稱為熒光猝滅。使熒光強(qiáng)度降低的物質(zhì)稱為熒光猝滅劑氧分子及產(chǎn)生重原子效應(yīng)的溴化物、碘化物等都是常見的熒光猝滅劑碰撞猝滅——M+激→M*M*+Q→M+Q+熱靜態(tài)猝滅自猝滅——熒光物質(zhì)發(fā)射的熒光被熒光物質(zhì)的基態(tài)分子所吸收，即自吸收現(xiàn)象。24井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日一、儀器結(jié)構(gòu)流程

測量熒光的儀器主要由四個部分組成：激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測器。

特殊點：有兩個單色器，光源與檢測器通常成直角。基本流程如圖：單色器：選擇激發(fā)光波長的第一單色器和選擇發(fā)射光(測量)波長的第二單色器；光源：燈和高壓汞燈，染料激光器(可見與紫外區(qū))檢測器：光電倍增管。第二節(jié)分子熒光與磷光分析法25井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日1、光源激發(fā)光源一般要求比吸收測量中的光源有更大的發(fā)射強(qiáng)度；適用波長范圍寬熒光光度計中，常使用鹵鎢燈作光源熒光分光光度計中常用高壓汞燈和氙弧燈利用汞蒸氣放電發(fā)光的光源；常用其發(fā)射365nm、405nm、436nm三條譜線以365nm的譜線最強(qiáng)應(yīng)用最廣泛的一種光源，可發(fā)射250~800nm很強(qiáng)的連續(xù)光源26井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日2、單色器熒光計用濾光片作單色器，熒光計只能用于定量分析，不能獲得光譜大多數(shù)熒光光度計一般采用兩個光柵單色器，有較高的分辨率，能掃描圖譜，既可獲得激發(fā)光譜，又可獲得熒光光譜第一單色器作用：分離出所需要的激發(fā)光，選擇最佳激發(fā)波長

ex

，用此激發(fā)光激發(fā)液池內(nèi)的熒光物質(zhì)

ex第二單色器作用：濾掉一些雜散光和雜質(zhì)所發(fā)射的干擾光，用來選擇測定用的熒光波長

em。在選定的

em

下測定熒光強(qiáng)度，定量分析27井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日3、樣品池盛放測定溶液，通常是石英材料的方形池，四面都透光，只能用手拿棱或最上邊1.樣品池的材料：與紫外-可見分光光度計的吸收池一樣2.吸收池的形狀：紫外-可見分光光度計的吸收池兩面透光熒光分光光度計的樣品池四面透光波長范圍3.使用注意事項容易破碎問題：紫外-可見分光光度計的吸收池與熒光分光光度計的樣品池有什么區(qū)別？沾污問題28井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日4、檢測器把光信號轉(zhuǎn)化成電信號,放大,直接轉(zhuǎn)成熒光強(qiáng)度熒光的強(qiáng)度一般較弱，要求檢測器有較高的靈敏度，熒光光度計采用光電倍增管熒光分析比吸收光度法具有高得多的靈敏度，是因為熒光強(qiáng)度與激發(fā)光強(qiáng)度成正比，提高激發(fā)光強(qiáng)度可大大提高熒光強(qiáng)度5、讀出裝置記錄儀記錄或打印機(jī)打印出結(jié)果，掃描激發(fā)光譜和發(fā)射光譜29井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第二十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日儀

器

光

路

圖30井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日同步掃描技術(shù)

根據(jù)激發(fā)和發(fā)射單色器在掃描過程中彼此間所保持的關(guān)系，同步掃描可分為固定波長差()和固定能量差及可變波長三種；

同步掃描技術(shù)可簡化光譜，譜帶變窄，減少光譜重疊，提高分辨率；如圖。

合適的可減少光譜重疊；酪氨酸和色氨酸的熒光激發(fā)光譜相似，發(fā)射光譜嚴(yán)重重疊，但<15nm的同步光譜只顯示酪氨酸特征光譜；>60nm時，只顯示色氨酸的特征光譜，實現(xiàn)分別測定。31井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日可獲得三維光譜圖的儀器可獲得激發(fā)光譜與發(fā)射光譜同時變化時的熒(磷)光光譜圖32井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日激發(fā)光譜和熒光、磷光光譜熒光和磷光均為光致發(fā)光，合適的激發(fā)光波長需根據(jù)激發(fā)光譜確定——激發(fā)光譜是在固定熒光波長下，測量熒光體的熒光強(qiáng)度隨激發(fā)波長變化的光譜Iex固定em熒光波長獲得方法：先把第二單色器的波長固定，使測定的em不變，改變第一單色器波長，從200~700nm掃描，讓不同波長的光照在熒光物質(zhì)上，測定它的熒光強(qiáng)度，以I為縱坐標(biāo)，ex為橫坐標(biāo)得左圖，即熒光物質(zhì)的激發(fā)光譜從曲線上找出ex，實際上選波長較長的高波長峰33井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日Iem固定ex激發(fā)光波長獲得方法：先把第一單色器的波長固定，使激發(fā)的ex不變，改變第二單色器波長，讓不同波長的光掃描，測定它的發(fā)光強(qiáng)度，以I為縱坐標(biāo)，em為橫坐標(biāo)得左圖，即熒光物質(zhì)的發(fā)射光譜從曲線上找出最大的em34井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日從圖中看出磷＞熒＞

激圖吸收峰熒光峰磷光峰35井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日A.激發(fā)光譜固定em=620nm(MAX)ex=290nm(MAX)固定發(fā)射波長掃描激發(fā)波長熒光激發(fā)光譜與紫外-可見吸收光譜類似36井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日ex=290nm(MAX)固定em=620nm(MAX)固定ex=290nm(MAX)em=620nm(MAX)B.發(fā)射光譜(熒光光譜)固定激發(fā)波長掃描發(fā)射波長C.激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的鏡像關(guān)系S04321S14321發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長無關(guān)：分子的激發(fā)光譜可能含有幾個激發(fā)帶，但發(fā)射光譜只含一個發(fā)射帶；即使分子被激發(fā)到高于S1的電子態(tài)，由于經(jīng)過極快的內(nèi)轉(zhuǎn)換和振動弛豫降到S1電子態(tài)的最低振動、轉(zhuǎn)動能級，然后以輻射形式釋放能量回到基態(tài)。1→

41→

31→

21→11

→41

→31

→21

→137井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日2.三維熒光光譜IF

∝f(λex、λem)蒽的激發(fā)光譜固定發(fā)射波長、掃描激發(fā)波長38井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日IF

∝f(λex、λem)蒽的發(fā)射光譜固定激發(fā)波長、掃描發(fā)射波長39井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第三十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日蒽的三維等高線光譜圖40井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日蒽的三維等熒光強(qiáng)度光譜41井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日VB1和VB2的三維熒光光譜42井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日RLSDSTSATSADS散射片三維共振光散射光譜3.三維共振光散射光譜ADSATSTSRLSDS散射片三維共振光散射等高線光譜圖共振光散射瑞利散射固定ex=270nm拉曼光二級共振光散射三級共振光散射熒光光譜有用區(qū)間43井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日磷光檢測

熒光計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)射的同時測量磷光。

測量方法：（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。（2）采用脈沖光源和可控檢測及時間分辨技術(shù)。室溫測量時，不需要杜瓦瓶。44井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日二、熒光分析方法與應(yīng)用1、特點（1）靈敏度高分子發(fā)光分析法比吸收光度法高2～4個數(shù)量級檢測下限：0.1～0.1g/cm-3相對靈敏度：0.05mol/L奎寧硫酸氫鹽的硫酸溶液。（2）選擇性強(qiáng)既可依據(jù)特征發(fā)射光譜，又可根據(jù)特征吸收光譜；（3）試樣量少

缺點：應(yīng)用范圍小。45井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日2、方法熒光衍生法熒光猝滅法敏化熒光法46井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日3、定量依據(jù)與方法(1)定量依據(jù)

熒光強(qiáng)度

If正比于吸收的光量Ia和熒光量子效率：

If=Ia由朗伯-比耳定律：Ia=I0(1-10-lc)If=I0(1-10-lc)=I0(1-e-2.3lc)濃度很低時，將括號項近似處理后：If=2.3I0lc

=Kc47井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日（2）定量方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法：

配制一系列標(biāo)準(zhǔn)濃度試樣測定熒光強(qiáng)度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，再在相同條件下測量未知試樣的熒光強(qiáng)度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求出濃度；比較法：在線性范圍內(nèi)，測定標(biāo)樣和試樣的熒光強(qiáng)度，比較；48井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日4、熒光分析法的應(yīng)用(1)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60多種元素。鈹、鋁、硼、鎵、硒、鎂、稀土常采用熒光分析法；氟、硫、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；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49井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第四十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日50井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日(2)生物與有機(jī)化合物的分析51井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日1、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，在液氮（溫度77K）條件下形成剛性玻璃狀物后，測量磷光.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：①易于制備和提純；②能很好的溶解被分析物質(zhì)；③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；④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。三、磷光分析法的應(yīng)用52井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日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）2＋5＋577K異丙醇＋異戊醇＋乙醚2＋5+577K乙醇＋甲醇＋碘乙（丙）烷16＋4＋177K水＋乙二醇1＋2123K～150KEPA＋氯仿12＋177KEPA+碘甲烷（IEPA）10+177K三乙醇胺純?nèi)軇?93K～213K53井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日

2、室溫磷光分析低溫磷光需要適當(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)磷光相對強(qiáng)度。固體基質(zhì)表面室溫磷光分析膠束穩(wěn)定室溫磷光分析敏化室溫磷光分析54井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日

3、室溫磷光分析應(yīng)用（1）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環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物（致癌物質(zhì)）（2）農(nóng)藥、生物堿、植物生長激素的分析煙堿、降煙堿、新煙堿等分析檢測限0.01g/cm3

（3）藥物分析和臨床分析55井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日56井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日一、基本原理1.化學(xué)發(fā)光反應(yīng)

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，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=170～300kJ/mol；位于可見光區(qū)；（3）發(fā)光持續(xù)時間較長，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行；化學(xué)發(fā)光反應(yīng)存在于生物體(螢火蟲、海洋發(fā)光生物)中，稱生物發(fā)光(bioluminescence)。第三節(jié)化學(xué)發(fā)光分析法57井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日58井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日59井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第五十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日60井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日2.化學(xué)發(fā)光效率化學(xué)效率：發(fā)光效率：時刻t的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度(單位時間發(fā)射的光量子數(shù))：dc/dt分析物參加反應(yīng)的速率；61井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十一頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日3.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)光試劑小得多，對于一級動力學(xué)反應(yīng)：

dc/dt=Kc；K為反應(yīng)速率常數(shù)。定量依據(jù)：（1）在一定條件下，峰值光強(qiáng)度與被測物濃度成線性；（2）在一定條件下，曲線下面積為發(fā)光總強(qiáng)度(S)，其與被測物濃度成線性：62井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十二頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日4.化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的類型（1）氣相化學(xué)發(fā)光反應(yīng)a.一氧化氮與O3的發(fā)光反應(yīng)

NO+O3→NO2*NO2*→NO2+h發(fā)射的光譜范圍：600～875nm，靈敏度1ng/cm3；b.氧原子與SO2、NO、CO的發(fā)光反應(yīng)

O3

→O2+O（1000C石英管中進(jìn)行）

SO2+O+O→SO2*+O2

SO2*→SO2*+h最大發(fā)射波長：200nm；靈敏度1ng/cm3；63井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十三頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日

O3

→O2+O（1000C石英管中進(jìn)行）

NO+O→NO2*

NO2*→NO2+h發(fā)射光譜范圍：400～1400nm；靈敏度1ng/cm-3；氧原子與CO的發(fā)光反應(yīng)：

CO+O→CO2*

CO2*→CO2+h發(fā)射光譜范圍：300～500nm；靈敏度1ng/cm-3；氧原子與NO的發(fā)光反應(yīng)：64井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十四頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日c.乙烯與O3的發(fā)光反應(yīng)

乙烯與O3反應(yīng)，生成激發(fā)態(tài)乙醛：

CH2O*→CH2O+h最大發(fā)射波長：435nm；對O3的特效反應(yīng)；線性響應(yīng)范圍1ng/cm3～1g/cm3；65井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十五頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日（2）火焰中的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)

在富氫火焰中，也存在著很強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)；a.一氧化氮

NO+H→HNO*HNO

*→HNO+h發(fā)射光譜范圍：660～770nm；最大發(fā)射波長：680nm；在富氫火焰中：

NO2+2H→NO+H2O該反應(yīng)十分迅速。此法可用于測定空氣中NOx的總量，可與GC聯(lián)用，作為氮化合物的檢測器。66井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十六頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日b.硫化物

揮發(fā)性硫化物SO2、H2S、CH3SH、CH3SCH3等在富氫火焰中燃燒，產(chǎn)生很強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光（藍(lán)色）：

SO2+2H2→S+2H2OS+S→2S2*

S2*→S2+h發(fā)射光譜范圍：350～460nm；最大發(fā)射波長：384nm；靈敏度：0.2ng/cm3；

發(fā)射光強(qiáng)度與硫化物濃度的平方成正比。67井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十七頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日（3）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H2O2、Cu、Mn、Co、V、Fe、Cr、Ce、Hg、Th等。應(yīng)用最多的發(fā)光試劑：魯米諾（3-氨基苯二甲酰肼）；化學(xué)發(fā)光反應(yīng)效率：0.01～0.05；魯米諾在堿性溶液中與雙氧水的反應(yīng)過程：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，包括Co，Cu，Ni，Cr，F(xiàn)e，Ag，Au等；某些金屬離子對此反應(yīng)有抑制效應(yīng)也能實現(xiàn)對這些金屬的檢測，包括Ce，Hf等。68井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十八頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日5.化學(xué)與生物發(fā)光分析的應(yīng)用（1）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)象可間接測定這些金屬離子。可測痕量的Cu2+、Mn2+、Co2+、V4+、Fe2+、Fe3+、Ni2+、Ag+、Au3+、Hg2+等；某些金屬離子對此反應(yīng)有抑制效應(yīng)也能實現(xiàn)對這些金屬的檢測，包括Ce，Hf等。（2）可檢測低至10-9mol/L的H2O2；（3）間接測定某些生物試樣

氨基酸+O2

酮酸+NH3+H2O2氨基酸氧化酶葡萄糖+O2+H2O葡萄糖酸+H2O2通過測定生成的H2O2，確定氨基酸、葡萄糖含量。葡萄糖氧化酶69井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)教研室何德勇第六十九頁，共七十七頁，編輯于2023年，星期日

草酸二酯(能量提供體)+高