荧光分析法基本概念 - 图文 联系客服

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对于高度对称的有机分子,其荧光发射光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。

解释:能级结构相似性

荧光为第一电子激发单重态的最低振动能级跃迁到基态的各个振动能级而形成,即其形状与基态振动能级分布有关。

激发光谱是由基态最低振动能级跃迁到第一电子激发单重态的各个振动能级而形成,即其形状与第一电子激发单重态的振动能级分布有关。由于激发态和基态的振动能级分布具有相似性,因而呈镜像对称。

三、影响荧光产生及荧光强度的因素 1.物质产生荧光的必要条件

一种物质能否发荧光以及荧光强度的高低,与它的分子结构及所处的环境密切相关。能够发射荧光的物质都应同时具备两个条件: 1. 物质分子必须有强的紫外吸收(有?~?*跃迁);

2. 物质具有较高的荧光效率(fluorescence efficiency)。荧光效率也称

荧光量子产率,用?f 表示。

可见,凡是使 kF 增加,使其它去活化常数降低的因素均可增加荧光量子产率。通常,kF 由分子结构决定(内因),而其它参数则由化学环境和结构共同决定。

2.影响荧光及其强度的因素

跃迁类型:如上所述,物质必须在紫外可见区有强吸收和高荧光效率才能产生荧光。具有?—?* 跃迁的分子才有强吸收。?—?* 跃迁的?大。

共轭效应:大多数能产生荧光的物质都含有芳香环或杂环,具有共轭的?~?* 跃迁。其共轭程度愈大,荧光效率也愈大,且最大激发和发射波长都向长波长方向移动,如苯、萘、蒽三种物质。

Φf?kF发射的荧光量子数?吸收的光量子数kF?kVR?kIC?kISC?kEC?kP

苯 萘 蒽 维生素A

205nm 286nm 356nm 278nm 321nm 404nm

327nm 510nm

?

0.11 0.29 0.36

刚性平面结构:当荧光分子共轭程度相同时,分子的刚性和共平面性越大,荧光效率越大。

-OOO-OOCOO-COO-

荧光物质(荧光素) 非荧光物质(酚酞)

芴(Ф=1.0) 联苯(Ф=0.2) 有些物质本身不发荧光或荧光较弱,但和金属离子形成配合物后,如果刚性和共平面性增加,就可以发荧光或增强荧光。如8-羟基喹啉是弱荧光物质,与Mg2+、Al3+ 等金属离子形成的配合物的荧光增强,利用这一特点可以间接测定金属离子。

OHNNOAl/3

8-羟基喹啉 8-羟基喹啉-铝 取代基团

荧光分子上的各种取代基对分子的荧光光谱和荧光强度都有很大影响。给电子取代基如—NH2、—OH、—OCH3、—CN、—NHR、—NR2等,能增加分子的π电子共轭程度,使荧光效率提高。而-COOH、—NO2、—C=O、—F、—Cl等吸电子取代基,可减弱分子π电子共轭性,使荧光减弱甚至熄灭。还有一类取代基则对荧光的影响不明显,如—R、—SO3H、—NH3 等。 温度

温度对被测溶液的荧光强度有明显的影响。当温度升高时,介质粘度减小,分子运动加快,分子间碰撞几率增加,从而使分子无辐射跃迁增加,荧光效率降低。故降低温度有利于提高荧光效率及荧光强度。

由于荧光仪器光源的光强度大、温度较高,容易引起溶液温度升高,加之分析过程中室温可能发生变化,从而导致荧光强度改变。另外,有些荧光物质的溶液在激发光较长时间的照射下,还会发生光分解,使荧光强度下降。因此,试样不应长时间受光照射,只在测定荧光强度时才打开光闸,其余时间应关闭。在较高档的荧光分光光度计中,样品室四周设有冷却水套或配有恒温装置,以使溶液的温度在测定过程中保持恒定。