《分析化学FL》PPT课件

主要内容荧光的产生荧光效率与化学结构的关系荧光光度法的定量依据荧光光度计应用磷光分析法化学发光分析,第三章分子发光分析法,1荧光的产生,荧光:以辐射驰豫的形式回到基态时的发射光在分子荧光分析中，常以紫外光及可见光区的辐射作为激发能，所发生的荧光则多在可见光区,问题：分子荧光光谱是连续光谱吗?分子荧光的波长比吸收的入射光的波长要长吗?,Stock荧光,Stock荧光,共振荧光l激发=l荧光,3.2荧光效率与分子结构的关系一.荧光效率(荧光量子产率),F越大，化合物的荧光越强。有分析应用价值的荧光化合物,其荧光量子产率通常在0.11之间,F=,发射的光子数,吸收的光子数,kf,kf+k,1,kf：辐射跃迁的速率常数k：各种非辐射跃迁过程的速率常数之和,=,二.荧光与有机化合物结构的关系从分子结构来说,绝大多数能发荧光的物质为含有低能的*跃迁能级的芳香环或杂环化合物1.共轭效应电子的共轭程度越大，就越容易被激发,分子的荧光效率越大,而且其最大荧光波长也会相应地“红移”向长波长方向移动例：如下的导电性高分子材料,2.刚性结构和共平面效应,给电子取代基,产生n-共轭效应,加强荧光。,3.取代基的影响,得电子取代基,会使荧光减弱,如硝基苯无荧光。,4.金属螯合物的形成,近几年来,发现了8-羟基喹啉铝络合物有一个新的应用:作为小分子发光材料,用于有机电致发光器件中,基本原理：电致发光,2.1英寸,手提电话显示屏,国际新闻2002-07-20,电视荧光屏可以卷起来,起初是变得越来越宽，然后是越来越扁，现在？它已变成可卷起来的软塑料了。没错，全靠英国剑桥显示器技术公司（CDT）通过一种发光塑胶聚合物（LEP）制造廉价彩色显示屏的新技术，人们未来可购买可卷起来的电视荧光屏了。该公司总裁法伊夫说：“这其实就像印制电视机，把它们印在薄薄的、差不多像纸张的塑胶上。”有了“卷式电视荧光屏”，意味着人们可随时卷起他们的电视机荧光屏，如同卷起幻灯屏。不过，这类电视荧光屏的价格与目前较笨重的电视机的价格相若。有关技术源自1989年所发现的一种发光塑胶聚合物PPV（P-phenylenevinylene），它加电后会发出绿黄色的光。公司之后10年在这个基础上研发出会发出蓝光和红光的聚合物，以形成图像和制成彩色显示屏，不久后可用于移动电话、掌上电脑等设备，而“卷式电视荧光屏”也由此诞生。发光聚合物荧光屏的市场料将从2000年的多达2500万美元（约4500万新元）增至2005年的超过30亿美元，而该公司的这类发光聚合物荧光屏将占据其中大部分。,Pyrene-embeddedPPynanoparticlesHTL/EMLnanohybrids,Advancedmaterials,2003,15:977-980,5.化学环境对荧光的影响,温度：温度越低，F越大,溶剂：极性越强，F越大,pH值的影响,荧光的猝灭,荧光物质的分子与溶剂分子或其它溶质分子相互作用，引起其荧光强度降低，消失或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象,原因：,碰撞,猝灭剂分子与荧光物质发生化学反应溶解氧的存在:氧化荧光物质自猝灭:高浓度时发生(自碰撞失活),3.3荧光的定量分析,荧光分析光度法的定量依据,IFC,荧光物质的荧光强度应正比于其吸收的激发光的光强。即:,IF=k(I0I),根据比尔定律：I=I010-ebc,代,得：IF=kI0(1-10-ebc),将式的指数项按Taylor级数展开,若ebc0.05(即A0.05),可得：,IF=2.3kI0ebc,当I0、b一定时,IF=kc,定量分析方法,工作曲线法,标准加入法,测定条件的选择,线性范围,防止自猝灭现象的发生。A0.05,IFc,选择合适的激发波长和荧光波长,4荧光分光光度计,问题：与紫外-可见光分光光度计相比,它在构造上有哪两点不同?为什么要这样?,光源要求强度大,适用波长范围宽。目前常用氙弧200-800nm范围内连续发光。样品池低荧光材料。如石英检测器荧光的强度通常较弱,故要用高灵敏度的检测器。如光电倍增管单色器两个单色器均采用光栅来分光,3.5应用,荧光法灵敏度高(why?)、取样量少无机、有机、生化、医药和临床检验等领域都得到了越来越广泛的应用,无机化合物,简单无机化合物常无荧光或荧光强度很弱,故不能用自身的荧光来分析M+RMR能与有机试剂反应生荧光络合物的元素达60多种。其中Be、Al、B、Ga、Se及某些稀土元素的分析首推荧光法。,有机化合物,脂肪族与其它有机试剂作用后生成荧光性化合物，再进行测定。,芳香族具有共轭电子,多能自身发荧光。可直接测定被测物自身的荧光进行分析。如蛋白质、各种酶与辅酶、维生素等,在医学检验、药物分析、生物化学、毒性分析中的应用,荧光探针法测定蛋白质,原理：Mn+与含有OH或CO的有机染料(发荧光的分子)相遇时，氧原子中的弧对电子可顺利地进入杂化轨道，形成稳定的配合物。在酸性条件下，该体系遇到结构不对称的蛋白质分子时，互相极化产生静电作用而生成新的大分子，改变了原体系的光谱性能，从而能定量测定蛋白质的含量。,为增大染料和蛋白质的溶解度，常加入表面活性剂。如Ti(iv)-4,5-二溴苯基荧光酮-Tween-80与蛋白质的显色反应可测定尿中蛋白，尿液中其它成分不干扰。,色胺的测定,色胺广泛存在于各种植物和动物的组织中。尿液中色胺的含量是新陈代谢的一个重要标志。,直接荧光法（简便方法）pH1114时用苯萃取色胺,再用稀盐酸反萃取，pH=10,lex=285nm,lem=360nm，线性范围为0.18mg/15ml,荧光衍生法灵敏度提高,四氢大麻醇是一种常见的兴奋剂，当它在人体血液中含量为350ng/ml时就会相当兴奋，但它在被吸入后10min内，含量将急剧下降，2h后只有1ng/ml左右。从吸毒到被抓获一般都有2小时以上，如何能准确无误地做出吸毒与否的结论呢?,血液和血清中大麻醇的测定,6磷光分析法一、发光过程,S0hS1*系间串越T1*禁阻跃迁S0二、特点由于T1*到基态为禁阻跃迁，在动力学上极为不利，易受其它辐射干扰，使磷光强度下降，甚至消失,三、实验手段1、低温，非极性溶剂2、室温固体磷光法如采用纳米材料固定山西大学晋卫军胶束磷光法,7化学发光分析,某些物质在进行化学反应时，由于吸收了反应时产生的化学能，而使反应产物分子激发至激发态，受激分子由激发态回到基态时，便发出一定波长的光。这种吸收化学能使分子发光的过程称为化学发光。利用化学发光反应而建立起来的分析方法称为化学发光分析法化学发光也发生于生命体系，这种发光称为生物发光,化学发光反应必须的满足条件:（1）化学反应必须提供足够的激发能，激发能主要来源于反应焓（2）要有有利的化学反应历程，使化学反应的能量至少能被一种物质所接受并生成激发态。（3）激发态能释放光子或能够转移它的能量给另一个分子，而使该分子激发，然后以辐射光子的形式回到基态。,化学发光反应效率cl，又称化学发光的总量子产率:cl=发射光子的分子数/参加反应的分子数化学反应的发光效率、光辐射的能量大小以及光谱范围，完全由参加反应物质的化学反应所决定。每个化学发光反应都有其特征的化学发光光谱及不同的化学发光效率,化学发光反应类型直接化学发光和间接化学发光直接发光是被测物A或B作为反应物直接参加化学发光反应，生成电子激发态产物分子，此初始激发态能辐射光子。A+BC*+DC*C+h,间接发光:A+BC*+DC*+FF*+EF*F+h,气相化学发