《分析化学11荧光.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分析化学11荧光.ppt（36页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、爆 氖 匣 痉 披 停 嗜 随 廖 落 荣 乌 啊 爬 简 外 缩 榜 袒 盟 丽 篓 呜 山 份 德 梦 褪 爵 陵 廷 锗 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 第11章 荧光分析法 Molecular fluorometry 囚 蕉 池 阔 棋 滩 霞 既 伍 诌 剑 电 来 荡 痛 弟 彰 眷 铲 榨 涉 题 狡 瓦 咐 建 丸 罢 呜 畜 脸 韭 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 11.1 概 述 荧光：物质分子接受光子能量被激发后，从激发态 的最低振动能级返回基态时发射出的光。 荧光分析法：根据物质的荧光谱线位置及其强度 进行
2、物质鉴定和含量测定的方法。 荧光分析法的优点：灵敏度高、选择性好 第一激发单重态的最低振动能级 分子荧光分析法（molecular fluorometry） 千 呵 招 撅 绪 辟 际 愧 挛 着 鹰 园 眷 蔡 揣 壬 玖 澈 悼 弯 窒 喉 颓 咕 缝 利 耕 迷 丢 杯 脉 嚏 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 自旋量子数s=1/2或-1/2 总自旋量子数 S0 多重性 2S11 11.2 基本原理 基态 单重态 激发 单重态 激发 三重态 袱 艰 里 碑 啊 笺 滇 疑 扛 掇 膛 傅 蹲 念 意 膛 株 义 候 恿 取 疚 盯 贿 炳 老 液 诛 歇 穷
3、 即 唤 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 荧光和磷光产生示意图 吸收 振动 驰豫 内部能量转 换 荧光发射 体系间 跨越 磷光发射 您 佑 比 碑 棒 羚 致 要 撼 趋 晰 锻 槛 潞 八 侩 崭 孝 知 豆 林 棍 避 括 贰 噶 皇 敝 锨 脯 珠 嫡 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 振动驰豫 内部能量转换 处于激发态各振动能级的分子通过与溶剂分子的碰撞而将部 分振动能量传递给溶剂分子，其电子则返回到同一电子激发 态的最低振动能级的过程。 当两个电子激发态之间的能量相差较小以至其振动能级有重叠 时，受激分子由高电子能级转移至
4、低电子能级的过程。 无辐射跃迁 圾 兔 熏 堆 卷 变 卞 伯 火 向 欢 拟 癣 园 骇 叭 胎 范 圾 痒 氧 单 苟 些 彩 盼 燎 唉 坤 蓬 浮 够 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 关于荧光 荧光的产生需经历两个过程： 吸收 发射 第一激发单重态的最低振动能级 振动驰豫 内部能量转换 馅 坐 蓬 伊 榜 逼 惩 沦 割 搭 挠 准 杯 泄 馈 填 蜀 痕 癸 哦 浅 轮 扣 佐 区 扰 忧 畏 肉 掌 字 铡 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 例 题 1. 所谓荧光，即某些物质经入射光照射后 ，吸收了入射光的能量，从而辐射
5、出比入 射光： A 波长长的光线 B 波长短的光线 C 能量大的光线 D 频率高的光线 婴 者 赁 槛 群 敦 杆 悔 弄 窍 邻 绘 昔 菊 筏 堤 护 姨 晃 芽 践 晕 吗 间 季 柜 婚 不 纬 哉 荤 妥 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 11.2.2 激发光谱与发射光谱 1. 激发光谱：excitation spectrum 荧光光谱 表示不同激发波长的辐射引起物质发射某一 波长荧光的相对效率。 2. 发射光谱：fluorescence/emission spectrum F ex F-em 表示在所发射的荧光中各种波长组分的相对强度。 膘 巍 孝 翼
6、 焰 闯 鸵 穆 踞 锹 棱 准 奎 合 抖 炭 渭 毡 绸 帖 熟 晰 艾 腾 邪 争 主 抢 惺 绅 文 少 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 荧光光谱的特征 （1）斯托克斯位移（Stokes shift）：em ex 产生原因：能量损失 （1）内转换和振动驰豫 （2）激发态分子返回基态不 同振动能级 （3）激发态分子与溶剂分子 的相互作用 庚 删 豌 标 曳 趟 遣 以 谈 纳 肾 躁 循 袄 竣 虱 诌 癸 臀 俯 蠢 卞 龋 奈 悯 不 两 督 柴 泌 算 匡 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 荧光光谱的特征 （2）荧光光谱
7、的形状与激发波长无关 产生原因： 荧光发射是从特定的激发态返回基态 荧光光谱的强度与激发波长有关 膘 浪 橇 盒 周 粟 栅 脊 恨 恕 婚 抉 速 睫 跪 讣 动 源 烁 巴 陨 至 庚 侩 得 仟 溯 脊 林 牺 鬃 华 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 荧光光谱的特征 （3）荧光光谱与激发光谱的镜像关系 产生原因： 电子基态的振动能级 分布与激发态的相似 榔 码 椽 脾 纱 绸 孝 摄 刚 鸟 猾 茄 艳 苇 芒 录 厄 皂 炮 胜 姓 挛 盘 率 榨 仙 橙 芯 轩 痔 臼 嫩 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 例 题 下列说
8、法哪个是错误的？ A 荧光光谱的形状与激发波长无关 B 荧光波长总是大于激发光波长 C 荧光光谱的最短波长和激发光谱的最长波长 相对应 D 最长的荧光波长与最长的激发光波长相对应 密 绣 硼 蛋 笨 鲁 谈 玲 哪 场 攻 梦 阜 怪 婴 秽 菱 狼 嗅 爬 鹰 键 逐 矣 仔 蓉 爽 妓 悼 慕 日 弧 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 11.2.3 分子结构与荧光的关系 分子产生荧光必须具备两个条件： 1. 强的紫外可见吸收 2. 一定的荧光效率 裕 迢 舆 溜 容 航 寨 虚 庚 垃 喧 探 仔 稼 湘 弄 敛 瀑 缅 炊 了 关 怨 宠 庭 彪 魄 忘 记
9、 悦 卷 柴 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 荧光效率（荧光量子产率） 1. 荧光效率 f 01 逃 诅 磋 佳 输 妆 盟 迂 临 琢 秽 墒 竹 准 转 消 弥 频 顿 袄 滁 臀 沙 绳 玉 火 贡 疲 栽 泄 晓 耪 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 2. 分子结构对荧光效率的影响 分子产生荧光必须具备两个条件： 1. 强的紫外可见吸收 2. 一定的荧光效率 长共轭结构 分子的刚性和共平面性 取代基作用 挽 锁 稠 坟 油 叉 诗 帜 妇 匪 工 锋 操 柏 蚀 嗣 憋 顽 窝 浆 掖 袍 晶 殊 自 氦 恭 库 鳃 蚁 匈
10、 蔗 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 ex 205nm 286nm 356nm em 278nm 321nm 404nm f 0.11 0.29 0.36 （1）长共轭结构 结论：电子共轭程度越大，荧光强度（荧 光效率）越大，荧光波长长移 假 裹 经 盈 凸 聊 烯 聋 奇 嚎 兽 盖 以 搐 嘿 害 闲 沫 饭 枝 展 跟 弄 唯 施 沏 膳 侈 宽 挫 帮 盈 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 联苯f 0.2 芴f 1.0 （2）分子的刚性和共平面性 茁 腔 墙 辖 洗 科 梁 予 希 坎 罢 榔 鲤 蚊 动 暴 喀 织 耐 寐
11、 己 丈 邹 釜 樟 褒 骡 瞪 粘 渔 徘 钝 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 结论：在相同的长共轭分子中，分子的刚性和共 平面性越强，荧光效率越大，荧光波长长移 2、分子的刚性和共平面性 督 澳 煎 嚎 泞 隅 绳 冷 容 另 单 舍 找 妇 晴 絮 淳 横 署 铣 翅 率 心 喧 习 歹 至 矛 肆 陵 霹 碗 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 （3）取代基作用 给电子基团 吸电子基团 与电子体系相互作用较小的取代基 NH2、 OH、OCH3、NHR、NR2荧光 效率提高、荧光波长长移 COOH、 NO2、 CO、NO、卤素
12、荧光效率减弱甚至熄灭 嘲 益 堑 晃 映 堂 汰 垮 猎 渝 绥 牛 霖 哗 墟 亿 磕 描 柯 堆 沃 阅 棠 喊 氨 侦 绽 读 绅 箕 猿 十 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 例 题 关于荧光效率，下面错误的叙述是： A 具有长共轭的*跃迁的物质具有较大的荧光 效率 B 分子的刚性和共平面性越大，荧光效率越大 C 顺式异构体的荧光效率大于反式异构体 D 共轭体系上的取代基不同，对荧光效率的影 响也不同 蠕 斧 蛙 颐 膳 借 诞 颖 讫 创 污 痞 彬 碎 害 袋 灸 擞 统 珐 堤 吴 诱 夜 灵 粤 现 拧 栋 丑 知 醋 分 析 化 学 1 1 荧
13、光 分 析 化 学 1 1 荧 光 11.2.4 影响荧光强度的外部因素 温度 溶剂 pH 荧光熄灭 散射光 学习目的: 提高荧光分析的灵敏度和选择性 秦 鸣 郑 蟹 鄙 技 页 俄 纫 严 峙 踢 镊 硝 百 壳 沾 钉 咆 乃 愁 埂 醉 硫 肃 鞍 音 硬 语 沥 滚 故 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 1. 温度 荧光素钠的乙醇溶液在下列哪种条件下荧光强度最强？ A 0 B -10 0 C -20 0 D -30 0 1. 一般情况下，随着温度的升高，溶液中荧光物 质的荧光效率和荧光强度将降低。 2. 原因: 温度升高时，分子运动速度加快，分子 间碰撞几
14、率增加， 使无辐射跃迁增加， 从而降低 了荧光效率 滇 疾 穷 讥 汗 废 遂 祸 禽 候 虾 沸 种 泰 苹 罢 房 疥 努 次 撞 洽 侵 蛆 浴 洲 皿 向 渺 福 炊 曼 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 2. 溶剂 萘在下列哪种溶剂中的荧光强度最强？ A 1氯丙烷 B 1溴丙烷 C 1碘丙烷 D 1，2二氯丙烷 1. 一般情况下，荧光波长随着溶剂极性的增强而长移 ，荧光强度也增强。 2. 2. 原因: 在极性溶剂中， 的能量差 小 观 济 孪 咎 拈 淤 税 云 族 吨 济 簿 磐 诲 冤 捐 挖 消 旱 蒙 尚 典 安 防 禹 绷 蝉 黍 掐 瑶 篙
15、粕 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 3. pH的影响 苯胺在下列哪种条件下荧光强度最强？ A pH1 B pH3 C pH13 D pH10 当荧光物质本身是弱酸或弱碱时，溶液的酸 度对荧光强度有较大影响，主要是因为在不同 酸度中分子和离子间的平衡的改变。 垃 咬 窥 电 绘 枕 孤 剂 机 雪 保 祟 嘱 篮 课 庚 浙 剪 辑 争 始 怖 逐 纱 送 坦 型 颗 隶 次 朋 眷 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 4. 荧光熄灭的影响 荧光熄灭，又称荧光猝灭，是指荧光物质分子 与溶剂分子或溶质分子的相互作用而引起荧光强度 降低或荧
16、光强度与浓度偏离线性关系的现象 （1）选择合适的溶剂 （2）溶液浓度在合适的范围 镶 隧 镜 柔 吱 牵 弥 俊 站 权 洲 袋 隶 奠 神 脊 厚 堰 攫 借 种 舶 妹 福 乞 畔 醉 彤 棋 揪 察 鲍 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 5. 散射光的干扰 散射光 选择适当的激发波长消除拉曼光 的干扰 瑞利光 拉曼光 僵 捉 绍 建 柯 汁 询 鸡 辑 草 效 衰 府 涤 舶 茸 蚤 槽 砾 呐 疡 乐 郡 耐 哦 赎 储 焦 厉 葱 撵 暗 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 文 抚 瘁 誓 揉 轩 瑟 什 赊 邦 庙 卖 岭
17、肝 癣 婴 汛 小 惺 攫 羌 妒 钙 冉 瑚 荫 喜 贴 岳 删 帽 刨 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 11.3 定量分析方法 Quantitative analysis of fluorometry 兜 投 割 灸 后 箍 橙 杖 遏 颂 烤 崭 尝 坝 赢 过 核 蜡 隅 顽 品 储 妒 冻 我 公 酝 蕊 幌 挡 杨 铆 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 11.3.1 荧光强度与荧光物质浓度的关系 1. 观测方向: 与激发光源垂直 2. 原因: 消除透射光的影响 滨 据 爆 唬 芭 拉 点 瘦 瞒 缚 嵌 钮 见 垛 段
18、覆 庆 蜘 撵 阎 魁 锻 描 北 蛾 瓶 迢 鸯 浇 涧 肿 乙 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 关于灵敏度的问题 紫外可见: 10-5 荧光: 10-7 使 槽 伴 徘 而 盈 扶 尺 异 下 垣 查 炎 夷 稍 早 锡 决 驹 服 纂 铸 翘 赡 捞 剑 爆 褂 芳 仙 辕 腺 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 cs FsF0 FxF0 cx 11.3.2 定量分析方法 1、标准曲线法 祥 词 贿 境 化 撼 伞 摔 饿 棍 叮 罐 皿 惩 夕 酒 沃 墒 槐 柏 七 戚 找 祸 寿 抵 折 灵 潘 秩 酋 慷 分 析 化 学
19、 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 11.3.2 定量分析方法 2、比例法（对照法） 像 哩 痉 威 榆 疚 沦 铁 潜 谐 造 颅 刁 责 纲 稗 毫 舀 车 派 爷 示 胡 鉴 汀 哑 炒 箭 澜 瘴 减 辖 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 例 题 在测量分子荧光强度时，要在与入射光成直角 的方向上进行测量，这是由于： A 荧光是向各个方向发射的，为了减小透射光 的影响 B 只有在与入射光成直角的方向上，才有荧光 C 荧光强度比透射光强度小 D 荧光的波长比入射光波长长 宦 胯 铝 聊 校 步 因 吠 叭 轿 佃 冯 厌 恐 唇 丹 静 酪 订
20、 楔 皆 喷 亩 痘 鬃 乙 挖 烈 顿 蚤 烛 盒 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 11.4 荧光分析技术及应用 光源 激发单色器 样品池 发 射 单色器 检测器 隘 看 虐 唤 入 睛 定 纺 障 职 铬 誊 晤 台 舞 筹 猜 稚 采 迅 叮 栏 伟 揩 称 们 汾 楷 凌 铃 碌 硼 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 1. 光源 2. 单色器： 3. 样品池： 4. 检测器： 荧光分光光度计的主要部件 氙灯： 波长范围250700nm，300400nm谱线 强度几乎相等 光电倍增管 激发单色器、发射单色器 石英、四面透光 返 帕 妥 掂 耻 折 波 浦 拯 琶 贼 绵 职 统 苗 琼 窜 缓 糕 磷 甚 功 状 秃 丸 叠 毕 然 腕 恐 样 防 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光 3、作用 1、荧光试剂（荧光探针） 2、化学物质 （1）提高测定的灵敏度和选择性 （2）扩大荧光分析法的应用范围 11.4.2 应用与示例 （1）荧光胺 （2）邻苯二甲醛 （3）丹酰氯 慰 诬 弯 瑟 逐 磁 躯 猫 熏 龟 柬 磺 碘 齿 拢 税 批 蜡 戎 获 顾 漠 瘟 期 辜 蛮 聘 喧 绷 膜 升 鳃 分 析 化 学 1 1 荧 光 分 析 化 学 1 1 荧 光