第十一章荧光法讲课.ppt

荧光光谱的特征（重点） （1）斯托克斯位移：荧光发射波长总是大于激发波长。 原因：无辐射跃迁能量损失，包括振动弛豫和内部能量转换等 （2）荧光光谱的形状与激发波长无关 原因：电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量，产 生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最低振动能 级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光。 （3）荧光光谱与激发光谱的镜像关系 通常荧光发射光谱与它的吸收光谱（与激发光谱形状一 样）成镜像对称关系。 * 蒽的激发光谱和荧光光谱 S0 S1* ν=4 ν=3 ν=2 ν=1 ν=0 ν=4 ν=3 ν=2 ν=1 ν=0 b4 b3 b2 b1 b0 c0 c1 c2 c3 c4 ΔE4 ΔE3 ΔE2 ΔE1 ΔE4 ΔE3 ΔE2 ΔE1 蒽的能级跃迁图 镜像关系的原因 由于电子基态的振动能级分布与激发态相似，故通常荧光光谱与它的激发光谱成镜像对称关系。 * 二、荧光的产生与分子结构的关系 relation between fluorescence and molecular structure 荧光寿命(?f)和荧光效率 (?f) 荧光寿命：除去激发光源后，分子的荧光强度降低到最大荧光强度的1/e所需要的时间 荧光量子产率（?）： 物质的荧光量子产率范围一般是多少? 如果一个分子将吸收的光子全部释放，则其量子产率为100%。 二、荧光的产生与分子结构的关系 relation between fluorescence and molecular structure 1.分子产生荧光必须具备的条件 （1）具有合适的结构—有强的紫外可见吸收； （2）具有一定的荧光量子产率（荧光效率）。 * （二）分子结构与荧光的关系 1）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率 并产生红移 二、荧光的产生与分子结构的关系 relation between fluorescence and molecular structure * 2）刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作用，故具有很强的荧光。如荧光素和酚酞有相似结构，荧光素有很强的荧光，酚酞却没有。 * 3）取代基效应 给电子取代基-OH,-CN，-NH2等，可扩大共轭双键体系加强荧光 得电子取代基 -C=O, -NO2 -COOH，-SH等减弱荧光 重原子效应：芳环上取代F、Cl、Br、I之后，系间窜跃加强，荧光强度随卤素原子量 取代基的位置：邻、对位荧光增强，间位抑制 * （三）荧光试剂（了解） 1) 荧光胺—本身不显荧光，能与脂肪族、芳香伯胺形成荧光衍生物。λex=275、390nm，λem=480nm 2)邻苯二甲醛（OPA）—伯胺，α-氨基酸 λex=340nm ,λem=455nm 3）丹酰氯—含伯、仲胺及酚基的生物碱 丹酰肼—可的松的羰基 λex=365nm ,λem=500nm 4）无机离子—具有π电子结构的有机化合物 1、温度：低温，φf↑。 原因：温度T↑，分子运动加快， 磁撞几率↑无辐射跃迁↑ 2、溶剂： ①溶剂介电常数↑，极性↑， π→π* ΔE↓,φf↑，λ↑ ②溶剂粘度σ ↑ ，φf ↑ 三、影响荧光强度的外部因素 relation between fluorescence and molecular structure * 3、pH影响 对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制； 4、荧光熄灭剂的影响 荧光物质与溶剂分子或其它溶质分子相互作用引起荧光强度降低或熄灭的现象。引起荧光熄灭的物质为荧光熄灭剂 常见的熄灭剂有：卤素离子、重金属离子、氧分子以及硝基化合物、重氮化合物、羰基化合物。 给电子基团 * * 熄灭机理： a碰撞失去能量 b生成不发光的配合物 c溶解氧的存在使荧光物质氧化或氧分子的顺磁性 使激发单重态分子转变为三重态 d浓度较大，自熄灭现象 5、散射光的干扰 散射光:当一束平行光照射在液体样品上，大部分光线透过溶液， 小部分光线由于光子和物质分子相碰撞，使光子的运动方 向发生改变而向不同角度散射，这种光称为散射光。 瑞利光:光子和物质发生弹性磁撞时，不发生能量交换，仅光子方 向改变，这种散射光称为瑞利光。其波长与入射光相同。 拉曼光:光子和物质发生非弹性磁撞，光子改变方向同时，与物质 有能量交换，散射光波长有所改变，增大或减小，这种散 射光为拉曼光。