1、2021-11-18Molecular Fluorescence and Fluorometry分子熒光光譜分子熒光光譜分子發(fā)光光譜法簡介分子發(fā)光光譜法簡介nMolecular Luminescence Spectrometry光致發(fā)光光致發(fā)光 Photoluminescence化學(xué)發(fā)光化學(xué)發(fā)光 Chemiluminescence生物發(fā)光生物發(fā)光 Bioluminescence分子熒光分子熒光 molecular fluorescence分子磷光分子磷光 molecular phosphorescenceE0e- 1e-E1heat大多數(shù)分子大多數(shù)分子10-15s 1e-e- 2E0E1n基本

2、原理基本原理? 1 和和 2 的關(guān)系的關(guān)系少數(shù)分子少數(shù)分子分子的多重性分子的多重性n基態(tài)時(shí)基態(tài)時(shí): 大多數(shù)分子中的電子是成大多數(shù)分子中的電子是成對(duì)的且自旋方向相反；對(duì)的且自旋方向相反；n分子的多重性分子的多重性n單重態(tài)單重態(tài)(singlet state，S)E0M=2S+1S = 0M=2S+1=1三重態(tài)三重態(tài)(triplet state，T)n激發(fā)態(tài)時(shí)，分子的某個(gè)電子可能會(huì)激發(fā)態(tài)時(shí)，分子的某個(gè)電子可能會(huì)發(fā)生自旋改變，即自旋平行。發(fā)生自旋改變，即自旋平行。12121SM=2S+1=3S0S1S2: Vibrational relaxation（振動(dòng)馳豫（振動(dòng)馳豫10-12s）熒光熒光Fluor

3、escence (10-6 to 10-9s) 猝滅猝滅Internal conversion （內(nèi)轉(zhuǎn)換（內(nèi)轉(zhuǎn)換10-12s）激激發(fā)發(fā)與與去去激激發(fā)發(fā)過過程程S0S1S2T1: Vibrational relaxation（振動(dòng)馳豫（振動(dòng)馳豫10-12s）熒光熒光Fluorescence (10-6 to 10-9s) Intersystem crossing（系間跨躍）（系間跨躍）phosphorescence磷光（磷光（10-3 to 10s）猝滅猝滅Internal conversion （內(nèi)轉(zhuǎn)換（內(nèi)轉(zhuǎn)換10-12s）激激發(fā)發(fā)與與去去激激發(fā)發(fā)過過程程外轉(zhuǎn)換外轉(zhuǎn)換弛豫20026032038

4、0440500560620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）光光譜激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的特征激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的特征n 2 與與 1 無關(guān)無關(guān)分子分子激發(fā)光激發(fā)光 1e-e-發(fā)射光發(fā)射光（熒光）（熒光） 2n 2 1（斯托克斯（斯托克斯Stokes位移）位移） n 鏡像對(duì)稱鏡像對(duì)稱 CH3蒽芴；強(qiáng)熒光芴；強(qiáng)熒光8-羥基喹啉羥基喹啉聯(lián)苯；弱熒光聯(lián)苯；弱熒光CH2NNNN偶氮苯；弱熒光偶氮苯；弱熒光雜氮菲；強(qiáng)熒光雜氮菲；強(qiáng)熒光NOH分子結(jié)構(gòu)及影響熒光強(qiáng)度的因素分子結(jié)構(gòu)及影響熒光強(qiáng)度的因素n1. 分子結(jié)構(gòu)：具有強(qiáng)熒

5、光的分子都具有大的共分子結(jié)構(gòu)：具有強(qiáng)熒光的分子都具有大的共軛軛 鍵鍵結(jié)構(gòu)、供電子取代基、剛性的平面結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)、供電子取代基、剛性的平面結(jié)構(gòu)等。大多數(shù)熒光化合物都是由大多數(shù)熒光化合物都是由*或或n*躍遷而達(dá)躍遷而達(dá)激發(fā)態(tài)的。激發(fā)態(tài)的。n2. 熒光分子所處的化學(xué)環(huán)境對(duì)其熒光發(fā)射由直熒光分子所處的化學(xué)環(huán)境對(duì)其熒光發(fā)射由直接的影響。如溶劑效應(yīng)（增大溶劑極性，熒光接的影響。如溶劑效應(yīng)（增大溶劑極性，熒光物質(zhì)光譜向長波方向移動(dòng)）、溫度（溶液溫度物質(zhì)光譜向長波方向移動(dòng)）、溫度（溶液溫度降低，其熒光強(qiáng)度增強(qiáng)）和溶劑的降低，其熒光強(qiáng)度增強(qiáng)）和溶劑的pH等。猝滅等。猝滅劑影響。劑影響。熒光強(qiáng)度與濃度的關(guān)系熒光強(qiáng)

6、度與濃度的關(guān)系If = 2.303 I0 bc在低濃度，在低濃度，I0一定時(shí)，一定時(shí)，If = kcnIf （ 2）與）與I0 （ 1）的關(guān)系）的關(guān)系 吸收的光子數(shù)發(fā)射的光子數(shù)Quantum efficiency（熒光量子效率）（熒光量子效率）Fluorescence quenching 熒光淬滅熒光淬滅1.無機(jī)陽離子發(fā)生熒光的很少，但很多能與一些有機(jī)試劑形成熒光絡(luò)合物熒光絡(luò)合物而被測(cè)定；2.一些陰離子能使熒光減弱，可利用熒光猝熒光猝滅法滅法測(cè)定；熒光猝滅法熒光猝滅法: 有些猝滅劑的加入，其熒光強(qiáng)度熒光強(qiáng)度的減少與熒光猝滅劑的濃度呈線性關(guān)系的減少與熒光猝滅劑的濃度呈線性關(guān)系，可用于測(cè)定猝滅劑的

7、含量，這種方法稱為熒光猝滅法。 3. 有機(jī)物熒光測(cè)定法的應(yīng)用Fluorescence Instrumentationh in光源光源入射光入射光單色器單色器h in樣品池樣品池發(fā)射光單色器發(fā)射光單色器h out檢測(cè)器檢測(cè)器h out氙燈氙燈高壓汞燈高壓汞燈激發(fā)單色器激發(fā)單色器發(fā)發(fā)射射單單色色器器方形方形石英池石英池光電倍增管光電倍增管靈敏度高靈敏度高（比（比UV-Vis高高102104）（0.1 0.001 g cm-1）選擇性好選擇性好定量測(cè)定定量測(cè)定(標(biāo)準(zhǔn)工作曲線標(biāo)準(zhǔn)工作曲線)例題 熒光化合物苯并芘其一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)得熒光強(qiáng)度如下表所示，問當(dāng)測(cè)得該化合物熒光強(qiáng)度為4.97時(shí)， 其濃度是多少？化合物濃度（mol/L）If001.0010-50.983.0010-53.226.0010-56.251.0010-410.21解: c = 4.8210-5 mol/L作業(yè)題：n下列化合物中哪個(gè)物質(zhì)的熒光強(qiáng)度最大？下列化合物中哪個(gè)物