第十三章荧光分析法.ppt

磺胺类药物的结构通式为 试设计用仪器分析的方法分别测定磺胺原料药及人体口服磺胺药片后血浆中药物含量 思考题 第11章荧光分析法 fluorometry 基本概念 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物质鉴定和含量测定的方法 分子荧光分析法 molecularfluorometry 第一激发单重态的最低振动能级 自旋量子数s 1 2或 1 2 总自旋量子数S 0 多重性2S 1 1 第一节荧光分析法的基本原理 基态单重态 第一激发单重态 能量 荧光和磷光产生示意图 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低电子能级的过程 无辐射跃迁 荧光和磷光产生示意图 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 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 二 激发光谱和发射光谱 1 激发光谱 excitationspectrum 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 emissionspectrum 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 nm 硫酸奎宁的激发光谱和荧光光谱 荧光光谱的特征 1 荧光光谱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 荧光光谱的特征 2 斯托克斯位移 Stokesshift 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 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 例题 下列说法哪个是错误的 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 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 四 荧光效率和荧光寿命 荧光效率 荧光量子产率 f0 1 四 荧光效率和荧光寿命 二 荧光与分子结构 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 一 跃迁类型 跃迁是产生荧光的最主要类型 ex205nm286nm356nm em278nm321nm404nm f0 110 290 36 二 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 联苯 f0 2芴 f1 0 三 分子的刚性和共平面性 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 三 分子的刚性和共平面性 四 取代基效应 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 C O NO 卤素荧光效率减弱甚至熄灭 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 三 影响荧光强度的外部因素 温度溶剂酸度散射光 学习目的 提高荧光分析的灵敏度和选择性 1溶剂对荧光的影响 萘在下列哪种溶剂中的荧光强度最强 A1 氯丙烷B1 溴丙烷C1 碘丙烷D1 2 二氯丙烷 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 原因 在极性溶剂中 的能量差小 2温度对荧光的影响 荧光素钠的乙醇溶液在下列哪种条件下荧光强度最强 A0 B 100 C 200 D 300 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 分子间碰撞几率增加 使无辐射跃迁增加 从而降低了荧光效率 3酸度对荧光的影响 苯胺在下列哪种条件下荧光强度最强 ApH 1BpH 3CpH 13DpH 8 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 5散射光对荧光的影响 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 第二节荧光定量分析方法 Quantitativeanalysisoffluorometry 一 荧光强度与物质浓度的关系 1 观测方向 与激发光源垂直2 原因 消除透射光的影响 关于灵敏度的问题 紫外可见 10 5 荧光 10 7 cs Fs F0 Fx F0 cx 二 定量分析方法 1 标准曲线法 二 定量分析方法 2 比例法 对照法 利血平的含量测定 作业p2307 三甲氧基苯甲酰 V2O5 ex400nm em500nm 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 第三节荧光分光光度计 光源 激发单色器 样品池 发射单色器 检测器 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250 700nm 300 400nm谱线强度几乎相等 光电倍增管 激发单色器 发射单色