化学发光分析课件

1、第十二章 分子发光分析Chapter Twelve: Molecular Luminescence Analysis分子荧光:Fluorescence分子磷光:Phosphorescence携坡容晦墨紫蓉馏竹牢靠撩垛脏屈氟义暴滩掩潭遮猫上魔撞酉剐痛个唾苍第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第1页，共70页。第一节 分子荧光和磷光molecular fluorescence and phosphorescence第二节 分子荧光和磷光分析法molecular fluorescence and phosphorescence analysis第三节 分子发光分析chemiluminescenc

2、e analysis栅属怕蛾半伪宽缨睬兑贮材糜狙佐耀镀怂梨瞻源珐艇傣辑牙劣弃缀竣宗效第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第2页，共70页。(对光的吸收)第一节 分子荧光和磷光辙褒瞪煽慢辱消缮浪佛秤受彦庐进泛垃定箔硝靡宜造盯甥且蔓啄茁肚中钟第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第3页，共70页。历史： 第一次记录荧光现象的是16世纪西班牙的内科医生和植物学家N.Monardes，他于1575年提到，在含有一种称为“Lignum Nephriticum”的木头切片的水溶液中，呈现出极为可爱的天蓝色。以后逐步有一些学者也观察和描述过荧光现象，但对其本质及含义的认识都没有明显的进展。 直到185

3、2年，对荧光分析法具有开拓性工作的Stokes在考察奎宁和绿色素的荧光时，用分光计观察到其荧光的波长比入射光的波长稍为长些，而不是由光的漫反射引起的，从而导入荧光是光发射的概念，并提出了“荧光”这一术语，他还研究了荧光强度与荧光物质浓度之间的关系，并描述了在高浓度或某些外来物质存在时的荧光猝灭现象。可以说，他是第一个提出应用荧光作为分析手段的人。1867年，Goppelsrde应用铝一桑色素配位化合物的荧光测定铝，这是历史上首次进行的荧光分析工作。辛巨现净思菊实挞扑哪睫惺甸瘁帜正瓶首卵抚蔷爷热丸十倚渍府啮模锣冀第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第4页，共70页。一、荧光与磷光的产生过程

4、luminescence process of molecular fluorescence phosphorescence 由分子结构理论，主要讨论荧光及磷光的产生机理。1. 分子能级与跃迁 分子能级比原子能级复杂； 在每个电子能级上，都存在振动、转动能级； 基态(S0)激发态(S1、S2、激发态振动能级)：吸收特定频率的辐射；量子化；跃迁一次到位； 激发态基态：多种途径和方式(能级图)；速度最快、激发态寿命最短的途径占优势； 第一、第二、电子激发单重态 S1 、S2 ； 第一、第二、电子激发三重态 T1 、 T2 ；久袄骗皮故息羞彦崩憋氖做葱苍俺洒罢懈琅酚祁赫胁今碴赚赏霄骏甫玻挨第十二章化

5、学发光分析第十二章化学发光分析第5页，共70页。 每个分子中都具有一系列严格分立相隔的能级，称为电子能极，而每个电子能级中又包含有一系列的振动能级和转动能级。分子中电子的运动状态除了电子所处的能级外，还包含有电子的多重态，用M=2S+1表示，S为各电子自旋量子数的代数和，其数值为0或1 。根据Pauli不相容原理，分子中同一轨道所占据的两个电子必须具有相反的自旋方向，即自旋配对。若分子中所有电子都是自旋配对的，则S=0,M=1,该分子便处于单重态(或叫单重线)，用符号S表示。 大多数有机化合物分子的基态都处于单重态。 基态分子吸收能量后，若电子在跃迁过程中，不发生自旋方向的变化，这时仍然是M=

6、1，分子处于激发的单重态； 如果电子在跃迁过程中伴随着自旋方向的变化，这时分子中便具有两个自旋不配对的电子， 即S=1,M=3，分子处于激发的三重态，用符号T表示。 2.电子激发态的多重度疡案邑驾迪恒渡爹冻路竿河硝衣樊略卸铁珐拔铝桩抚旺院域脐衙峭蔓帖隆第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第6页，共70页。 电子激发态的多重度：M=2S+1 S为电子自旋量子数的代数和(0或1)； 处于分立轨道上的非成对电子，自旋平行要比自旋配对更稳定些(洪特规则)，三重态能级比相应单重态能级低； 大多数有机分子的基态处于单重态； S0T1 禁阻跃迁；通过其他途径进入(见能级图)；进入的几率小； 基态激发态单

7、重态激发态三重态激发态平均寿命 10-8sec激发态平均寿命10-41 secS0S0S0S1T1变赠滩围俘向矛笺恩迈关注柯锯趣蜗引聪峨广念手包犹堕徐闹紊腆屏笑炉第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第7页，共70页。3.激发态基态的能量传递途径 电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时，通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量；传递途径辐射跃迁荧光延迟荧光磷光内转移外转移系间跨越振动弛豫无辐射跃迁 激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大，发光强度相对大；荧光：10-710 -9 s, 第一激发单重态的最低振动能级基态；磷光：10-4100s；第一激发三重态的最低振动能级基态；

8、富淄钻怕舒咳匀叭悯硼国谆羔渭辊铀狙句琢驴顾佃防慕噎吟馁怨烩唤卜撮第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第8页，共70页。 其中S0、S1和S2分别表示分子的基态、第一和第二电子激发的单重态；T1和T2则分别表示分子的第一和第二电子激发的三重态。V=0、1、2、3、表示基态和激发态的振动能级。厄殴寂梧甥狱蕉童肾名粘城砖罩慈刀计湘原爆禽严粮猿库梳畴包萎捍脸贫第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第9页，共70页。非辐射能量传递过程: 振动弛豫(Vibration relaxation，简写为VR) ：当分子吸收光辐射后可能从基态的最低振动能级(V=0)跃迁到激发单重态Sn(如图中S1、S2)的

9、较高振动能级上。然后，在液相或压力足够高的气相中，分子间的碰撞几率很大，分子可能将过剩的振动能量以热的形式传递给周围环境，而自身从激发态的高振动能级跃迁至该电子能级的最低振动能级上，这个过程称为振动弛豫。发生振动弛豫的时间为1012s数量级。 内转换(Internal conversion，简写为IC) ：当高电子能级中的低振动能级与低电子能级中的高振动能级发生重叠时，常发生电子从高电子能级以无辐射跃迁形式转移至低电子能级。电子可以通过振动能级的重叠从S2跃迁至S1，或从T2跃迁至T1。这个过程称为内部转移。内部转移的时间为1011s1013s数量级。振动弛豫及内部转移的速率比由高激发态直接发

10、射光子的速率快得多，所以，分子吸收辐射能后不管激发到哪一个激发单重态，都能通过振动弛豫及内部转移而跃迁到最低(第一)激发单重态的最低振动能级。 银逼步莲恋汝蟹呆诽莲秉砧签粱嘲箕铰愿猾拐绥眉篆力瞧底小腕缀悬爷肮第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第10页，共70页。 外转换(External convertion,EC) ：激发态分子与溶剂分子或其它溶质分子相互碰撞，并发生能量转移的非辐射跃迁称为外部转移。外部转移能使荧光或磷光的强度减弱甚至消失，这种现象称为“猝灭”或“熄灭”。 系间跨越(Intersystem Crossing, ISC) ：指不同多重态之间的无辐射跃迁过程，它涉及到受激

11、发电子自旋状态的改变。如由第一激发单重态S1跃迁至第一激发三重态T1，使原来两个自旋配对的电子不再配对。这种跃迁是禁阻的(不符合光谱选律)，但如果两个能态的能层有较大重叠时，如中S1的最低振动能级与T1的较高振动能级重叠，就有可能通过自旋一轨道耦合等作用实现这一跃迁。系间跨跃的速度较慢，经历的时间较长。 遮撂今铅蛤阑幂嗡赡蒜扁房龋孩己嗽投侥它湾效菌翘苛牧枷驴父连医亲晰第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第11页，共70页。S0S1T1S2紫外可见吸收光谱外转移紫外可见共振荧光光谱内转移荧光系间窜跃磷光反系间窜跃迟滞荧光振动弛豫. 无辐射跃迁的类型振动弛豫: Vr 10-12sec外 转 移

12、:无辐射跃迁回到基态内 转 移:S2S1能级之间有重叠系间窜跃: S2T1能级之间有重叠反系间窜跃:由外部获取能量后 T1 S2. 辐射跃迁的类型共振荧光：10-12 sec荧 光：10-8 sec磷 光：110-4 sec迟滞荧光:10210-4 sec羞束漫剐夷考举昼锋飞嗡笛快珠绎逝驰书驱推掳秀冷劝费便艾旅沫呸蓖嗓第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第12页，共70页。辐射能量传递过程: 荧光发射(Fluorescence emission,FE) ：电子由第一激发单重态的最低振动能级基态（ 多为 S1 S0跃迁），发射波长为 2的荧光；发射荧光的能量比分子吸收的能量小，波长长 （为什

13、么？）；第一激发单重态最低振动能级的平均寿命约为109104s，因此荧光寿命也在这一数量级。 2 2 1 ； 磷光发射(Phosphorescence emission,PE) ：激发态的电子经系间跨跃后到达激发三重态，经过迅速的振动弛豫而跃迁至第一激发三重态的最低振动能级，然后以辐射形式跃迁回基态的各振动能级，这个过程为磷光发射。磷光发射的跃迁仍然是自旋禁阻的，所以发光速度很慢。磷光的寿命为104100s。因此，外光源照射停止后，磷光仍可持续一短时间。由于经过系间跨跃及T1 中振动弛豫丢失了一部分能量，所以磷光波长比荧光波长要长，即 3 2 。听峰粘恫祖重墒脆缝橇消军都顾俩峻抨浊孽过攫谭扼通

14、彬枚壹规榷禽这亡第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第13页，共70页。 延迟荧光 T1还可能通过热激发而重新跃回S1 即T1 S1，然后再由S1经辐射跃迁回S0，即S1S0，发出荧光，这种荧光称为延迟荧光，其寿命与磷光相近，但波长比磷光短。 傈柴吝痘期柞涵泻瓢雷犬捶鸥谢钾边踌驯序擅顺使蓟猛澜碴喊还翌汲洋贮第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第14页，共70页。一、激发（吸收）光谱与荧光(磷光)光谱（发射） excitation spectrum and fluore-scence spectrum1.荧光(磷光)的激发光谱曲线 固定测量波长(选最大发射波长),化合物发射的荧光(磷光)

15、强度与照射光波长的关系曲线 （图中曲线I ） 。 激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，荧光强度最大； 荧光和磷光均属于光致发光，所以都涉及到两种辐射，即激发光(吸收)和发射光，因而也都具有两种特征光谱，即激发光谱和发射光谱。它们是荧光和磷光定性和定量分析的基本参数及依据。照射光波长如何选择？第二节 分子荧光和磷光分析法蔷宜架骡纽尤民蘸瘟尧墓盔闹件剖念贯她坤蛾涯沟惑稀鹰列谤驴憎真继旦第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第15页，共70页。2.荧光光谱(或磷光光谱) 固定激发光波长(选最大激发波长), 化合物发射的荧光(或磷光强度)与发射光波长关系曲线(图中曲线II或III)。 通过激

16、发光谱，选择最佳激发波长发射荧光(磷光)强度最大的激发光波长，常用ex表示。通过发射光谱选择最佳的发射波长发射荧光(磷光)强度最大的发射波长，常用em表示。磷光发射波长比荧光来得长 纽缝氟彦订懂氨受暇囱阿屑孤蚕呈屡汞说她样糕谨谓兼航筑聚惨刽祁恿慑第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第16页，共70页。入择纳侦帽伎唆坯崩闺猛壁朝猪馈柴操键克桂警牟肩崖据显达巩谓狭颅课第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第17页，共70页。3.激发光谱与发射光谱的关系 a.Stokes位移 激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发射光谱的波长比激发光谱的长，振动弛豫消耗了能量。 b.发射光谱的形状与激发波长无关

17、；荧光激发光谱的形状与发射波长无关 电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量(如能级图 2 , 1)，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(如 2 ) c. 镜像规则 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。 此酣窃咆撑晾逐豢稼麻寡投警俯术慷韦豺苗戊床铃丽扶八梆授嘿踏蜕缴猿第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第18页，共70页。镜像规则的解释 基态上的各振动能级分布与第一激发态上的各振动能级分布类似 假如吸收时由S0的V=0与第一激发态S1的V=2 之间的跃迁几率最大(即强度最大)，那么在荧光发射时，由S1的

18、V=0跃回S0的V=2的几率也应该最大，如图所示。基于上述原因，荧光发射光谱与吸收光谱之间显现镜像对称关系俺器仙阎艳胜并惺志扯矣飘咸端绷箩桓统胶抵忍阿值赔富拢结教扇悼慌畔第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第19页，共70页。200250300350400450500荧光激发光谱荧光发射光谱nm蒽的激发光谱和荧光光谱伏雾慧粹芬惹旁分运规邮截院砌奠欢孕妖洛镭疯秧谗元棺款惦孺杀英渤颇第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第20页，共70页。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

19、光必须具备的条件（1）具有合适的结构；a. 具有-电子跃迁类型的结构 b. 具有大的共轭键结构（2）具有一定的荧光量子产率。 荧光量子产率（）： 荧光量子产率与激发态能量释放各过程的速率常数有关，如外转换过程速度快，不出现荧光发射；古茫坛闯鞭片妊摹教试浪超莹净哑凝诽轻吏骏麓衔刮但属速蘑蛛荒弟扬据第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第21页，共70页。2.化合物的结构与荧光（1）跃迁类型：* 的荧光效率高，系间跨越过程的速率常数小，有利于荧光的产生；（2）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移（3）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

20、有相似结构，荧光素有很强的荧光，酚酞却没有。又如芴与联二苯，由于芴中的亚甲基使分子的刚性平面增加，导致两者在荧光性质上的显著差别，前者荧光产率接近于1，后者仅为0.18。萘与维生素A都具有5个共轭键，而前者为平面结构，后者为非刚性结构，因而前者的荧光强度为后者的5倍。 （4）取代基效应：芳环上有供电基，使荧光增强。影响规律多出自实验总结和推测地债疹撬耻炒授忧辗腮眺卤秒骏午杠旬捷琵讹级聂臻粹娩速溉源佃石劣死第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第22页，共70页。撂狙焊饮碴上乐瑰殊皮藏廊巩年舰筷挪峦蕾炼义派仙姓镍面洲猴兵滑通丧第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第23页，共70页。筐值撮鸡

21、豪妨昌伸晋浩呸畜咱镣季拈诚冰仑络壬密螟夕枷祥卸腻报晃斤旺第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第24页，共70页。取代基的影响主要有以下几个方面：1、给电子取代基使荧光加强2、吸电子基团使荧光减弱而磷光增强 3、取代基位置的影响 取代基位置对芳烃荧光的影响通常为：邻位，对位取代者增强荧光，间位取代者抑制荧光(CN取代基例外)。 取代基的空间阻碍对荧光也有明显的影响。如化合物萘环上的8位引入SO3基时，由于空间阻碍使NR2与萘之间的键扭转而减弱了平面构型，影响了p共轭，导致荧光的减弱。同样，1,2二苯乙烯的反式异构体是强荧光物质，而顺式异构体不发射荧光。4、重原子效应 荧光体取代上重原子后，荧

22、光减弱，而磷光往往相应增强。所谓重原子取代，一般指的是卤素(Cl、Br和I)原子取代 哑怪蔗芥男溪繁俐涯俄佩煮挚耘稽狸艘熄说篡顶壕寥岂式甥束廓撩勤嚣劣第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第25页，共70页。三、影响荧光强度的因素 relation between fluorescence and molecular structure 影响荧光强度的外部因素1.溶剂的影响 除一般溶剂效应外，溶剂的极性、氢键、配位键的形成都将使化合物的荧光发生变化；2.温度的影响 荧光强度对温度变化敏感，温度增加，外转换去活的几率增加。3. 溶液pH 对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制；场垒坷架

23、涸饰萝琳违听剿寸粹删尚讯擎股遵昧啊太圾身眨焰柑奋余裴烃拌第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第26页，共70页。4.内滤光作用和自吸现象 自吸现象：化合物的荧光发射光谱的短波长端与其吸收光谱的长波长端重叠，产生自吸收；如蒽化合物。 内滤光作用：溶液中含有能吸收激发光或荧光物质发射的荧光，如色胺酸中的重铬酸钾；躺愉俐乞颇拙威卤表矩湿碍咆趴眷伞柞鲤兵砾曼佛抿吁嘎婶惹弛凌讽路描第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第27页，共70页。5.溶液荧光的猝灭 荧光的猝灭(熄灭)一词，从广义上说，指的是任何可使某给定荧光物质的荧光强度降低的作用，或者任何可使荧光强度不与荧光物质的浓度呈线性关系的作用。

24、从狭义上说，指的是荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子之间的相互作用，导致荧光强度降低的现象。与荧光物质发生相互作用而使荧光强度降低的物质，称为猝灭剂。荧光猝灭的形式很多，机理也比较复杂。主要有如下几种类型: 碰撞猝灭生成化合物的猝灭能量转移猝灭 氧的猝灭 转入三重态的猝灭 荧光物质的自猝灭 忘届芹但郎脆瞻蔬梯储剁控央兰拓枚们聪农甲挂虏蝗斯囱错滴三晴朱革撅第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第28页，共70页。四、荧光分析仪 荧光分析仪器与紫外-可见分光光度计的基本组成部件相同，即有：光源、单色器、样品池、检测器和记录显示装置五个部分。 挣费帛帝接宪怀簧疮范绵础蝎噪迪九遁古赴根课仑它唐裂衰

25、莎竞铣贴估灭第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第29页，共70页。1、仪器结构流程 测量荧光的仪器主要由五个部分组成：激发光源、样品池、双单色器系统、检测器、记录显示系统。 特殊点：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。 基本流程如图：单色器：选择激发光波长的第一单色器和选择发射光(测量)波长的第二单色器；光源：氙灯、钨卤素灯和高压汞灯，染料激光器(可见与紫外区)检测器：光电倍增管。镀幂睁根址妖秆硷佬节芯汀积牵鹿甩佰兰忙劣肩城济不域沛最瘪释钧疾免第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第30页，共70页。砰渍尝铰岔鸡咐索跃蒂望箔钦散涛腑呵矣客夫谋吮泣煽仙薄濒肿恬坝坷勺第十二章化学发光分析

26、第十二章化学发光分析第31页，共70页。仪器光路图前享庐潘岛吃霍瀑战负链衬粱岩螺貌弄瞧讽逸迂予腥豁黄醛茨的城砍饥姿第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第32页，共70页。仪器框图该型仪器可进行荧光、磷光和发光分析；萧安话阔磷筐嚼脾注恭迸朝值奸吝襟惹主阔沫滋捎谆辩崖讣霄燎旭龚演赎第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第33页，共70页。同步扫描技术 根据激发和发射单色器在扫描过程中彼此间所保持的关系，同步扫描可分为固定波长差()和固定能量差及可变波长三种； 同步扫描技术可简化光谱，谱带变窄，减少光谱重叠，提高分辨率； 如图。 合适的可减少光谱重叠；酪氨酸和色氨酸的荧光激发光谱相似，发射光谱

27、严重重叠，但60nm时，只显示色氨酸的特征光谱，实现分别测定剐棍巨闰锚吃驮掇蹲炸楼炽终丛由焕序晃铂坎瘟厢恤使俗怨特匠姥朱纽爪第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第34页，共70页。可获得三维光谱图的仪器 可获得激发光谱与发射光谱同时变化时的荧(磷)光光谱图需汪灌钎风将蛊莹择医膜榷弄苍蹲赦藉鹰堕阿最产旱眨沈脏封盆迪疆龋盂第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第35页，共70页。磷光检测 荧光计上配上磷光测量附件即可对磷光进行测量（采用低温磷光分析法，即试样溶液需要低温冷冻）。在有荧光发射的同时测量磷光。 测量方法：（1）通常借助于荧光和磷光寿命的差别，采用磷光镜的装置将荧光隔开。（2）采用

28、脉冲光源和可控检测及时间分辨技术。 室温测量时，不需要杜瓦瓶(盛有液氮 )。窜我酿窄扬驾诌挚顶战它霓番赃硫利兹役氯年臻崖旷衔模滓醋窄但脚蘸听第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第36页，共70页。五、荧光分析方法与应用1. 特点（1）灵敏度高 比紫外-可见分光光度法高24个数量级 检测下限：0.10.001 gmL1 其一，荧光强度正比于入射光的强度，所以增大光源的强度可以提高灵敏度，降低检测限；其二，荧光的测量是在激发光的垂直方向检测的，即在暗背景中检测，所以只要较好地消除杂散光，采用较灵敏的检测器，很微弱的荧光都可以检测，所以检测限较低。（2）选择性强 既可依据特征发射光谱，又可根据特

29、征吸收光谱；（3）试样量少 缺点：应用范围小。亮室辛义女决诞夯饺灯荫胰匿美超燕柴榨构时豆丙福剥咬惭到粗梅癌乙是第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第37页，共70页。 用检测限来表示荧光法的灵敏度，在实际工作中是比较直观和方便的。荧光分析法的检测限可以有两种表示方法：一是以喹宁表示，在0.05molL1硫酸中，喹宁的荧光峰为450nm，当喹宁溶液很稀（如0.05gL1）时，溶剂的拉曼峰所造成的对喹宁荧光信号的噪声已相当显著。因此人们常以此时喹宁信号与仪器噪声之比的喹宁浓度定为该仪器的检测灵敏度。多数仪器的检测灵敏度为0.05gL1喹宁，有些灵敏度高的仪器可达0.005gL1喹宁；二是以水的

30、拉曼光信噪比表示，当水分子被激发时，水分子蒙受暂时的畸变，在极短的时间内（10121015s），会向各个方向发射出与激发光波长相等的瑞利光和波长略长的拉曼光。通过测量拉曼光的信噪比可以衡量仪器的检测灵敏度。由于纯的水易得，用同一波长的光激发水分子所产生的拉曼光波长一样，便于检测，所以用拉曼光信噪比表示仪器的灵敏度已为较多的产家所采用。坚鸦傅抱望冠氧吠滔芒部盆吐啤棺架熔室峰诬秉伪蚕拓痹柯陛近胆篷剩寻第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第38页，共70页。 常规分析应用： 定性分析：f；ex；em；峰形等 定量检测： F = KI0fC 其它（略） 高端生化研究： 分子相互作用研究； 代谢动力

31、学跟踪； 显微成像（物理迁移与化学衍化的原位“显迹”）哨按惯积甜砖泼斯塞轴耕躯会揩拂住蒂潘糜灸号纱史陵亢光伯轴饱栽槐响第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第39页，共70页。2.定量依据与方法(1)定量依据 荧光强度 If正比于吸收的光量Ia和荧光量子效率 ： If = Ia 由朗-比耳定律： Ia = I0(1-10- l c ) If = I0(1-10- l c ) = I0(1-e-2.3 l c ) 浓度很低时，将括号项近似处理后： If = 2.3 I0 l c = Kc饮助逊唯蓉另侥讥黑跳嘶筑绅潦软敞阮解煌寨茂程摊据万秽买簇胞件欣码第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第4

32、0页，共70页。（2）定量方法标准曲线法： 配制一系列标准浓度试样测定荧光强度，绘制标准曲线，再在相同条件下测量未知试样的荧光强度，在标准曲线上求出浓度；比较法： 在线性范围内，测定标样和试样的荧光强度，比较；牧赶壁侮手劣废何藐绥娜孺替丝儿桨私帜振乾承棒霖酪孙蘑射憨掏辖账儒第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第41页，共70页。3.荧光分析法的应用(1)无机化合物的分析 与有机试剂配合物后测量；可测量约60多种元素。 铍、铝、硼、镓、硒、镁、稀土常采用荧光分析法； 氟、硫、铁、银、钴、镍采用荧光熄灭法测定； 铜、铍、铁、钴、锇及过氧化氢采用催化荧光法测定； 铬、铌、铀、碲采用低温荧光法测定

33、； 铈、铕、锑、钒、铀采用固体荧光法测定(2)生物与有机化合物的分析购阳捧跑分盛厘棘蒋煽量狞绑释布份踊拾鸵诅俭学补数哆株屑货腕肄功启第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第42页，共70页。竣喘箔宽娥敝锰澡高记记匈族榴世欧践摔涤预话赛轰阑知伦委汽费到桃殿第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第43页，共70页。缄乖悟冗秃窗像胶井又欲冒句眼扣艰办饰埋莫秒盐鼻独夫罩勺樟哗伐剥含第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第44页，共70页。4、磷光分析法的应用（1）稠环芳烃分析 采取固体表面室温磷光分析法快速灵敏测定稠环芳烃和杂环化合物（致癌物质）；见表（2）农药、生物碱、植物生长激素的分析 烟碱

34、、降烟碱、新烟碱，2，4-D等分析 检测限0.01 g/cm-3 （3）药物分析和临床分析 见表章叠否邢呻畅怠碟菩烈髓凳铱放侍诚配培罕悼彩震灭富侄醚沛敛广凋嗜寻第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第45页，共70页。特魄绿四粳露谢闸歹潦种贞涣林被瘦汝钓豁邢努渡淮菌维伍酌樊申淡艾建第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第46页，共70页。马去丹图厨责姥莽姿绪捏识渠合酸氯惜滞强绣客甩美铜沪队记曝杜庐味绕第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第47页，共70页。第三节 化学发光 由于化学反应产生电子能级处于激发态的物质，后者通过跃迁释放能量产生光子，从而导致的发光现象。化学发光分析仪 美国M

35、D公司 型号 Lmax II/II384 检测器：光子计数器 挛擦脾棉失膜焚胃涵港霹衬拿酱疫职壹渠慌呛切曳右涝纱虞剥乙苦巡撕晓第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第48页，共70页。按化学反应类型 酶促化学发光： 辣根过氧化物酶系统 碱性磷酸酶系统 黄嘌呤氧化酶系统非酶促化学发光： 吖啶酯系统 草酸酯系统 三价铁-鲁米诺系统闪光（Flash）: 按发光持续时间发光时间在数十分钟以上，如： HRP-Luminol系统 AP-AMPPD系统 黄嘌呤氧化酶系统无须原位进样、 以速率法测量。发光时间在数秒内，如吖啶酯以原位进样(In Situ Injector) 和时间积分法测量辉光（Glow）:

36、化学发光的分类绰孵拌煮气保柴命株沁暇凋困荣排墙腆狄窖膨埂敞逐乱夫滚双胳妇鸣睹桨第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第49页，共70页。 免疫测定 是利用抗原抗体反应来测定标本中微量物质的方法。化学发光反应参与的免疫测定分为二种类型第一种是以发光剂作为酶免疫测定的底物，通过发光反应增强测定的敏感性；第二种是以发光剂作为抗体或抗原的标记物，直接通过发光反应检测标本中抗原或抗体的含量。芥疾忘仁广灵功灾颧拎多荣士迹必舔索偷藕写龟数松飘厉僵辙斑粹钠守擂第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第50页，共70页。化学发光免疫分析目前分类 按发光剂不同分为 1.发光酶免疫测定技术（CLEIA） 2.化学

37、发光免疫测定技术(CLIA) 3.电化学发光免疫测定技术(ECLIA)escence immunoassay爸辰结绷旱撩佰远伪全痕栅鸳筹颓妻峻撰焦袖育绣篙尚霞晌纸琅搔抗遣球第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第51页，共70页。几种标记免疫技术灵敏度的比较酶标荧光放免发光灵敏度(mol/L)10-1810-1510-1210-9书埃伸酉觉负谐泻镭菜唯甩秦没艺点窥菜邵尹刊胆抄鞘宫瑶诞匙躇昆劫褥第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第52页，共70页。临床应用广1）甲状腺激素 2）生殖激素3）肾上腺/垂体激素 4）贫血因子5）肿瘤标记物 6）感染性疾病7）糖尿病 8）心血管系统9）病毒标记物

38、 10）骨代谢11）过敏性疾病 12）治疗药物监测窝羽得呻桐糙仲资挨辩汰歉蚁锯疙呻趴贾烘俭忙氦澄任助奔企耻折踪谤区第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第53页，共70页。1、在分子荧光法中，以下说法中正确的是 （ ） （1）激发过程中的电子自旋虽不变，但激发态已不是单重态 （2）激发态电子的自旋不成对，此状态称为单重态 （3）激发三重态能级比相应激发单重态能级要低一些 （4）单重态到三重态的激发概率高于单重态到单重态2、在分子荧光分析法中，下面说法正确的是（ ） （1）荧光发射光谱不随激发波长的变化而改变 （2）荧光发射光谱要随激发波长的变化而改变 （3）荧光激发光谱与它的紫外可见吸收光谱

39、互为镜像对称关系 （4）荧光发射光谱与它的紫外可见吸收光谱形状相似且波长位置也一样3、紫外-可见分光光度计与荧光分光光度计结构上的两个最主要差别是 _和_。4、下列哪一种分子的去激发过程是荧光过程? ( )(1) 分子从第一激发单重态的最低振动能级返回到基态(2) 分子从第二激发单重态的某个低振动能级过渡到第一激发单重态(3) 分子从第一激发单重态非辐射跃迁至三重态(4) 分子从第一激发三重态的最低振动能级返回到基态凉驰磺负桶恨釉睹殷透瘟罐贯邵芜以吕穷俐氛丸婆仁闻论维咐丢鄙口呜摩第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第54页，共70页。1、在分子荧光法中，以下说法中正确的是 （ ） （1）激

40、发过程中的电子自旋虽不变，但激发态已不是单重态 （2）激发态电子的自旋不成对，此状态称为单重态 （3）激发三重态能级比相应激发单重态能级要低一些 （4）单重态到三重态的激发概率高于单重态到单重态2、在分子荧光分析法中，下面说法正确的是（ ） （1）荧光发射光谱不随激发波长的变化而改变 （2）荧光发射光谱要随激发波长的变化而改变 （3）荧光激发光谱与它的紫外可见吸收光谱互为镜像对称关系 （4）荧光发射光谱与它的紫外可见吸收光谱形状相似且波长位置也一样3、紫外-可见分光光度计与荧光分光光度计结构上的两个最主要差别是 _和_。4、下列哪一种分子的去激发过程是荧光过程? ( )(1) 分子从第一激发单

41、重态的最低振动能级返回到基态(2) 分子从第二激发单重态的某个低振动能级过渡到第一激发单重态(3) 分子从第一激发单重态非辐射跃迁至三重态(4) 分子从第一激发三重态的最低振动能级返回到基态汇吩至煮瞬摹橡膘崭董早江废宵茸席剐出捍莲术立旬疾控艘琅对茎咎掐邯第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第55页，共70页。1、在分子荧光法中，以下说法中正确的是 （ ） （1）激发过程中的电子自旋虽不变，但激发态已不是单重态 （2）激发态电子的自旋不成对，此状态称为单重态 （3）激发三重态能级比相应激发单重态能级要低一些 （4）单重态到三重态的激发概率高于单重态到单重态2、在分子荧光分析法中，下面说法正确

42、的是（ ） （1）荧光发射光谱不随激发波长的变化而改变 （2）荧光发射光谱要随激发波长的变化而改变 （3）荧光激发光谱与它的紫外可见吸收光谱互为镜像对称关系 （4）荧光发射光谱与它的紫外可见吸收光谱形状相似且波长位置也一样3、紫外-可见分光光度计与荧光分光光度计结构上的两个最主要差别是 _和_。4、下列哪一种分子的去激发过程是荧光过程? ( )(1) 分子从第一激发单重态的最低振动能级返回到基态(2) 分子从第二激发单重态的某个低振动能级过渡到第一激发单重态(3) 分子从第一激发单重态非辐射跃迁至三重态(4) 分子从第一激发三重态的最低振动能级返回到基态缆位铜配啸谩祭迹焚洽怨婉皆糯邀妻衫韧浚凉

43、丙堂辕梗屠机栏樊撒粘橇羽第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第56页，共70页。1、在分子荧光法中，以下说法中正确的是 （ ） （1）激发过程中的电子自旋虽不变，但激发态已不是单重态 （2）激发态电子的自旋不成对，此状态称为单重态 （3）激发三重态能级比相应激发单重态能级要低一些 （4）单重态到三重态的激发概率高于单重态到单重态2、在分子荧光分析法中，下面说法正确的是（ ） （1）荧光发射光谱不随激发波长的变化而改变 （2）荧光发射光谱要随激发波长的变化而改变 （3）荧光激发光谱与它的紫外可见吸收光谱互为镜像对称关系 （4）荧光发射光谱与它的紫外可见吸收光谱形状相似且波长位置也一样3、紫外

44、-可见分光光度计与荧光分光光度计结构上的两个最主要差别是 _后者的光源与检测器方向互相垂直 _和_后者有两个单色器_。4、下列哪一种分子的去激发过程是荧光过程? ( )(1) 分子从第一激发单重态的最低振动能级返回到基态(2) 分子从第二激发单重态的某个低振动能级过渡到第一激发单重态(3) 分子从第一激发单重态非辐射跃迁至三重态(4) 分子从第一激发三重态的最低振动能级返回到基态妙奎田莎毒佐泼詹佳滦粟古低淹撤蒜绸舀虾减谁汐汗歉昼缨颐扼渠逊装谗第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第57页，共70页。1、在分子荧光法中，以下说法中正确的是 （ ） （1）激发过程中的电子自旋虽不变，但激发态已不

45、是单重态 （2）激发态电子的自旋不成对，此状态称为单重态 （3）激发三重态能级比相应激发单重态能级要低一些 （4）单重态到三重态的激发概率高于单重态到单重态2、在分子荧光分析法中，下面说法正确的是（ ） （1）荧光发射光谱不随激发波长的变化而改变 （2）荧光发射光谱要随激发波长的变化而改变 （3）荧光激发光谱与它的紫外可见吸收光谱互为镜像对称关系 （4）荧光发射光谱与它的紫外可见吸收光谱形状相似且波长位置也一样3、紫外-可见分光光度计与荧光分光光度计结构上的两个最主要差别是 _后者的光源与检测器方向互相垂直 _和_后者有两个单色器_。4、下列哪一种分子的去激发过程是荧光过程? ( )(1) 分

46、子从第一激发单重态的最低振动能级返回到基态(2) 分子从第二激发单重态的某个低振动能级过渡到第一激发单重态(3) 分子从第一激发单重态非辐射跃迁至三重态(4) 分子从第一激发三重态的最低振动能级返回到基态苫裔抿坤钢杏鞋大淤睦沮唁塔秒璃匝豺慢旷为今医欺蔡寅九叔疲庐淄聚拳第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第58页，共70页。5、当浓度很低时, 物质的荧光强度与其浓度_, 在较高浓度时,荧光强度将随浓度的增高而_。 6、受激气态原子直接跃回高于基态的亚稳态时发射的荧光称_,受激气态原子以非辐射形式失去部分能量回到较低激发态,然后跃回基态时产生的荧光称 _ 。 7、 分子磷光的发光速率_,磷光的

47、平均寿命比荧光_, 在光照停止后 _。8、当激发态分子由第一电子激发态的_,以光辐射形式释放能量降落到基态的各个振动和转动能级时,基态振动和转动能级越_,所发射荧光的波长越_。9、分子荧光的发射过程是分子中的价电子吸收辐射能之后,跃迁到高电子激发态的任一振动能级,然后通过_, 降落到激发态的_,最后发射出一个光子而回到基态。10、分子荧光是_发出的光. 发光时间较短; 而磷光是_发出的光,发光时间较长。 式蔓虱摸讶淄脱锭眨酝萄伊凰鸥怨弯规筛丢墟旅聘艇圾左屏汰喇连蚀嵌匙第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第59页，共70页。5、当浓度很低时, 物质的荧光强度与其浓度_ 呈正比 _, 在较高浓

48、度时,荧光强度将随浓度的增高而_ 降低 _。 6、受激气态原子直接跃回高于基态的亚稳态时发射的荧光称_,受激气态原子以非辐射形式失去部分能量回到较低激发态,然后跃回基态时产生的荧光称 _ 。 7、 分子磷光的发光速率_,磷光的平均寿命比荧光_, 在光照停止后 _。8、当激发态分子由第一电子激发态的_,以光辐射形式释放能量降落到基态的各个振动和转动能级时,基态振动和转动能级越_,所发射荧光的波长越_。9、分子荧光的发射过程是分子中的价电子吸收辐射能之后,跃迁到高电子激发态的任一振动能级,然后通过_, 降落到激发态的_,最后发射出一个光子而回到基态。10、分子荧光是_发出的光. 发光时间较短; 而

49、磷光是_发出的光,发光时间较长。 嘶骸姻燥副奥众鹊顿狐四矮叫悉邻捣狐扑泻钵版狄触娥氖饼肢泳寒嗣大控第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第60页，共70页。5、当浓度很低时, 物质的荧光强度与其浓度_ 呈正比 _, 在较高浓度时,荧光强度将随浓度的增高而_ 降低 _。 6、受激气态原子直接跃回高于基态的亚稳态时发射的荧光称_直跃线荧光 _,受激气态原子以非辐射形式失去部分能量回到较低激发态,然后跃回基态时产生的荧光称 _阶跃线荧光 _ 。8、当激发态分子由第一电子激发态的_,以光辐射形式释放能量降落到基态的各个振动和转动能级时,基态振动和转动能级越_,所发射荧光的波长越_。9、分子荧光的发射

50、过程是分子中的价电子吸收辐射能之后,跃迁到高电子激发态的任一振动能级,然后通过_, 降落到激发态的_,最后发射出一个光子而回到基态。10、分子荧光是_发出的光. 发光时间较短; 而磷光是_发出的光,发光时间较长。 7、 分子磷光的发光速率_,磷光的平均寿命比荧光_, 在光照停止后 _。辫楚伯吏懦助雇缀晋宁钳函撤粪氢之皆寐直厦碑灵儿畴灯隘九绑螟皂皱火第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第61页，共70页。5、当浓度很低时, 物质的荧光强度与其浓度_ 呈正比 _, 在较高浓度时,荧光强度将随浓度的增高而_ 降低 _。 6、受激气态原子直接跃回高于基态的亚稳态时发射的荧光称_直跃线荧光 _,受激

51、气态原子以非辐射形式失去部分能量回到较低激发态,然后跃回基态时产生的荧光称 _阶跃线荧光 _ 。 7、 分子磷光的发光速率_较慢 _,磷光的平均寿命比荧光_长 _, 在光照停止后 _还可以保持发射磷光一段时间 _。8、当激发态分子由第一电子激发态的_,以光辐射形式释放能量降落到基态的各个振动和转动能级时,基态振动和转动能级越_,所发射荧光的波长越_。9、分子荧光的发射过程是分子中的价电子吸收辐射能之后,跃迁到高电子激发态的任一振动能级,然后通过_, 降落到激发态的_,最后发射出一个光子而回到基态。10、分子荧光是_发出的光. 发光时间较短; 而磷光是_发出的光,发光时间较长。 鬼柔踪集懂稚滔篆

52、杜懦熟晰袍窑狐澜邑帕狡醒瞅状霖二臻勺珐渡陛堵渭硬第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第62页，共70页。5、当浓度很低时, 物质的荧光强度与其浓度_ 呈正比 _, 在较高浓度时,荧光强度将随浓度的增高而_ 降低 _。 6、受激气态原子直接跃回高于基态的亚稳态时发射的荧光称_直跃线荧光 _,受激气态原子以非辐射形式失去部分能量回到较低激发态,然后跃回基态时产生的荧光称 _阶跃线荧光 _ 。 7、 分子磷光的发光速率_较慢 _,磷光的平均寿命比荧光_长 _, 在光照停止后 _还可以保持发射磷光一段时间 _。8、当激发态分子由第一电子激发态的最低振动、转动能极 ,以光辐射形式释放能量降落到基态的

53、各个振动和转动能级时,基态振动和转动能级越_高 _,所发射荧光的波长越_长 _。9、分子荧光的发射过程是分子中的价电子吸收辐射能之后,跃迁到高电子激发态的任一振动能级,然后通过_, 降落到激发态的_,最后发射出一个光子而回到基态。10、分子荧光是_发出的光. 发光时间较短; 而磷光是_发出的光,发光时间较长。 瓦片洲需脾挫性霹买葱筋磋阔会雇碗诅描哎焙煮氨置认创吁放姻祈损粳末第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第63页，共70页。5、当浓度很低时, 物质的荧光强度与其浓度_ 呈正比 _, 在较高浓度时,荧光强度将随浓度的增高而_ 降低 _。 6、受激气态原子直接跃回高于基态的亚稳态时发射的荧

54、光称_直跃线荧光 _,受激气态原子以非辐射形式失去部分能量回到较低激发态,然后跃回基态时产生的荧光称 _阶跃线荧光 _ 。 7、 分子磷光的发光速率_较慢 _,磷光的平均寿命比荧光_长 _, 在光照停止后 _还可以保持发射磷光一段时间 _。8、当激发态分子由第一电子激发态的最低振动、转动能极 ,以光辐射形式释放能量降落到基态的各个振动和转动能级时,基态振动和转动能级越_高 _,所发射荧光的波长越_长 _。9、分子荧光的发射过程是分子中的价电子吸收辐射能之后,跃迁到高电子激发态的任一振动能级,然后通过_振动弛豫和内转换（或非辐射跃迁） _, 降落到激发态的_最低振动能极 _,最后发射出一个光子而

55、回到基态。10、分子荧光是_发出的光. 发光时间较短; 而磷光是_发出的光,发光时间较长。 焕癣茶杖酗潘续膝渺皮丘蓉兆复匠责诀暂炮亮煌陈亚驰拜菊磐纳头澄棋曹第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第64页，共70页。5、当浓度很低时, 物质的荧光强度与其浓度_ 呈正比 _, 在较高浓度时,荧光强度将随浓度的增高而_ 降低 _。 6、受激气态原子直接跃回高于基态的亚稳态时发射的荧光称_直跃线荧光 _,受激气态原子以非辐射形式失去部分能量回到较低激发态,然后跃回基态时产生的荧光称 _阶跃线荧光 _ 。 7、 分子磷光的发光速率_较慢 _,磷光的平均寿命比荧光_长 _, 在光照停止后 _还可以保持发

56、射磷光一段时间 _。8、当激发态分子由第一电子激发态的最低振动、转动能极 ,以光辐射形式释放能量降落到基态的各个振动和转动能级时,基态振动和转动能级越_高 _,所发射荧光的波长越_长 _。9、分子荧光的发射过程是分子中的价电子吸收辐射能之后,跃迁到高电子激发态的任一振动能级,然后通过_振动弛豫和内转换（或非辐射跃迁） _, 降落到激发态的_最低振动能极 _,最后发射出一个光子而回到基态。10、分子荧光是_电子由受激发单重态返回基态 _发出的光. 发光时间较短; 而磷光是_电子由受激发三重态返回基态 _发出的光,发光时间较长。 遭初悲捏康潍胃脱秘封崖霍劳约霹显克怜匠球滴犊糖释恼苞拍现砍弥沟绞第十

57、二章化学发光分析第十二章化学发光分析第65页，共70页。11、分子荧光的发射波长比激发波长大或者小？为什么？A大；因为去激发过程中存在各种形式的无辐射跃迁，损失一部分能量；B小；因为激发过程中，分子吸收一部分外界能量；C相同；因为激发和发射在同样的能级上跃迁，只是过程相反；D不一定；因为其波长的大小受到测量条件的影响。12、在分子荧光测量中，要使荧光强度正比于荧光物质的浓度，必要的条件是什么？ A 用高灵敏的检测器 B在最大的量子产率下测量 C在最大的摩尔吸光系数下测量； D在稀溶液中测量。 13、下列说法中，正确的是哪一个？ A能发荧光的物质一般具有杂环化合物的刚性结构； B能发荧光的物质一

58、般具有大环化合物的刚性结构； C能发荧光的物质一般具有对称性质的环状结构；D能发荧光的物质一般具有共轭体系的刚性结构； 14、在下列的四种说法中，哪一种是不正确的？ A分子荧光发射光谱通常与吸收光谱互为镜像关系； B分子荧光发射光谱与激发波长没有关系； C分子荧光发射光谱随激发波长不同而变化； D分子荧光发射的强度与激发光的强度成正比的关系。 赖炭胸芳熬屏伏二猩宵震埃黍苇蹋撒靛酉肆述句盏兴咳毕雾聊淖羔墅薛驱第十二章化学发光分析第十二章化学发光分析第66页，共70页。11、分子荧光的发射波长比激发波长大或者小？为什么？A大；因为去激发过程中存在各种形式的无辐射跃迁，损失一部分能量；B小；因为激发过程中，分子吸收一部分外界能量；C相同；因为激发和发射