荧光分析法
荧光分析法
●习题精选
一、选择题（其中1~6题为单选，7~10题为多选）
1．下列化合物中荧光最强、发射波长最长的化合物是( )。
A.
B.
C. D.
2．所谓荧光，即指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
3．单光束荧光分光光度计的光路图是( )。
A.
B.
C.
D. 4
A. 1-氯丙烷；
B. 1-溴丙烷；
C. 1-碘丙烷；
D. 1,2-二碘丙烷
5．下列化合物荧光最强的是( )；磷光最强的是( )。
C l
B r
A B
C D
I
6．下列化合物荧光量子产率最大的是( )
A B
C D
C O O H
-
C O O O -
O
O H C O O H
O
O H
O
O C O O -
O -
O -
7．下列说法正确的是( )
A 荧光发射波长永远大于激发波长
B 荧光发射波长永远小于激发波长
C 荧光光谱形状与激发波长无关
D 荧光光谱形状与激发波长有关
8．荧光物质的荧光强度与该物质的浓度成线性关系的条件是( ) A. 单色光； B. ECl ≤0.05； C. 入射光强度I 0一定； D. 样品池厚度一定 9．下列化合物中可产生荧光的化合物是( )
A B
C D
N
N N N
10．在相同条件下，荧光、延时荧光、磷光三者波长之间的关系为( )
A. 荧光波长与延时荧光波长相等；
B. 磷光波长比荧光波长、延时荧光波长长；
C. 磷光波长与延时荧光波长相等；
D. 磷光波长比荧光波长、延时荧光波长短
二、填空题
1．荧光寿命与延时荧光寿命相比，寿命短；荧光寿命与磷光寿命相比，寿命长；磷光寿命与延时荧光寿命相比，二者。
2．荧光光谱的形状与激发光谱的形状，常形成。
3．一般情况下，溶液的温度，溶液中荧光物质的荧光强度或荧光量子产率越高。
4．激发光谱的形状与光谱形状极为相似，所不同的只是。
5．荧光分光光度计中光源与检测器呈角度。这是因为。
6．紫外分光光度计与荧光分光光度计的主要区别是（1）。（2）。
7．荧光分光光度计中，第一个单色器的作用是，第二个单色器的作用是。
8．荧光量子产率，荧光强度越大。具有分子结构的物质有较高的荧光量子产率。
9．处于激发态的分子不稳定，回到基态时常有、去活化过程。
10．选择适当的可以消除或减少散射光对荧光测定的干扰。
三、判断题
1．荧光光谱是荧光物质的特性，所以同一荧光物质在不同的溶剂中具有相同的荧光光谱。
2．荧光光谱的形状与激发光谱的形状常形成镜像对称。
3．溶剂的拉曼光波长与被测溶质荧光的激发光波长无关。
4．在一定条件下，物质的荧光强度与该物质的任何浓度成线性关系。即：Kc
F=。
5．荧光光谱的形状与激发波长有关。选择最大激发波长，可以得到最佳荧光光谱。
6．荧光分光光度计中光源发出光到检测器检测荧光，其光路为一条直线。
7．发荧光时，电子能量的转移没有电子自旋的改变；发磷光时，电子能量的转移伴随电子自旋的改变。
8．紫外分光光度法和荧光分光光度法都属于分子光谱法范畴，所以两种方法具有相同的灵敏度。
9．荧光量子产率φF＜1。
10．具有π→π*跃迁共轭的化合物，易产生更强的荧光；具有n→π*跃迁共轭的化合物，易产生更强的磷光。
四、名词解释
1．单重态或单线态
2．三重态或三线态
3．振动弛豫
4．内部能量转换
5．荧光
6．外部能量转换
7．体系间跨越
8．磷光
9．延时荧光
10．激发光谱
11．荧光光谱
12．荧光寿命
13．荧光效率
五、计算题
1．用荧光法测定复方炔诺酮片中炔雌醇的含量时，取供试品20片（每片含炔诺酮应为0.54~0.66 mg，含炔雌醇应为31.5~38.5 μg），研细，用无水乙醇溶解，转移至250 mL 容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，滤过，弃去初滤液，取续滤液5.00 mL，稀释至10 mL，在λex285nm和λem307 nm处测定荧光强度。已知炔雌醇对照品乙醇溶液的浓度为1.4 μg/mL，在同样测定条件下，测得荧光强度为65，则合格片的荧光读数应在什么范
围内？
2．用酸处理1.00 g谷物制品试样，分离出核黄素及少量无关杂质，加入少量KMnO4，将核黄素氧化，过量的KMnO4用H2O2除去。将此溶液移入50 mL容量瓶中，稀释至刻度。吸取25 mL放入样品池中以测定荧光强度（核黄素中常含有发生荧光的杂质叫光化黄）。事先将荧光计用硫酸奎宁调至刻度100。测得氧化液的读数为6.0格。加入少量连二亚硫酸钠（Na2S2O4），使氧化态核黄素（无荧光）重新转化为核黄素，这时荧光计读数为55格。在另一样品池中重新加入24 mL被氧化的核黄素溶液，以及1 mL核黄素标准溶液（0.5 μg/mL），这一溶液的读数为92格，计算试样中核黄素的质量分数（μg/g）。
3．今有化合物SPQ，其分子结构式如下图所示。该分子可作为选择性的细胞内Cl-离子荧光探针，因为Cl-可碰撞淬灭SPQ荧光。已知没有淬灭剂存在下SPQ的寿命为26.3 ns。
H3C
N
C H2C H2C H2S O3-
现有实验数据测定如下：
[Cl-]/mmol/L 0 5 15 50
发光强度F 1.0 0.6 0.34 0.15
①根据Stern－V olmer方程，利用表中的数据确定Cl-的淬灭常数。
②假设血清中细胞内的Cl-平均浓度为103 mmol/L，则该血清中SPQ的荧光寿命和荧光相对强度各是多少？
③如果Cl-浓度降低到75 mmol/L，SPQ的荧光寿命和荧光相对强度又是多少？
●习题答案与解析
一、选择题（其中1~6题为单选，7~10题为多选）
1．D。因为共轭体系越长、刚性或共平面性越好、离域电子数越多，荧光强度（荧光效率）越大，荧光波长红移程度越大。所以荧光最强、发射波长最长的化合物是D。
2．A。由于荧光发射是要经过振动弛豫、内转换损失了部分能量，荧光能量小于激发光能量，故荧光波长总比激发光波长要长。
3．B。因为（1）荧光分光光度计由光源、单色器、样品池、检测器和显示器组成。（2）荧光分光光度计光源必须与检测器垂直。（3）荧光分光光度计在样品池前后各一
个单色器。单色器1是将光源发出的复光变成单色光；单色器2是将发出的荧光与杂散光分离，防止杂散光对荧光测定的干扰。
4．A。在含有重原子的溶剂中，由于重原子效应（重原子效应是指在含有卤素取代基化合物存在时，随着卤素原子序数的增加，荧光化合物荧光强度降低的现象。），增加了体系间跨越，使荧光强度减弱。原子序数越大，重原子效应越严重。所以，萘及其衍生物在1-氯丙烷中能产生最大荧光。
5．D,C。由于重原子效应，A、B、C化合物不易产生荧光，易产生磷光。卤素原子序数最大，重原子效应越严重，荧光熄灭越严重，磷光产生的几率越大。D没有重原子取代，易产生荧光。所以，下列化合物荧光最强的是D；磷光最强的是C。
6．B。因为共平面性越好、离域电子数越多，荧光量子产率越大。A和C共平面性差，几乎没有荧光，B、D由于苯环之间有氧桥键连接，很好的共平面，所以B、D都有较大的荧光量子产率，但由于B的-OH和-COOH发生电离，形成-O-和-COO-负离子，离域电子数增加。而D没有电离，离域电子数相对较少。所以下列化合物荧光量子产率最大的是B。
7．AC。由激发光谱和发射光谱特征可知：在溶液中，分子荧光波长总是大于激发光波长。荧光光谱的形状与激发波长无关。所以正确说法是AC。
8．ABCD。荧光强度与荧光物质浓度的关系为F=Kc。满足F=Kc公式的条件：（1）入射光为单色光；（2）Ecl≤0.05；（3）入射光的强度I0一定；（4）样品池厚度一定。
9．BD。因为共平面性好的刚性分子才能产生荧光。A和C共平面性差，不产生荧光，B、D由于苯环之间成环，可以很好的平面，刚性增强。所以B、D可以产生荧光10．AB。由荧光、延时荧光、磷光的产生机理可知：荧光波长与延时荧光波长相等；磷光波长比荧光波长、延时荧光波长长。
二、填空题
1．荧光；磷光；相等
2．镜像对称
3．越低
4．吸收；激发光谱的纵坐标为荧光强度，而吸收光谱的纵坐标为吸光强度
5．90°；如果光源与检测器在同一直线上，透射光将干扰荧光的检测。
6．（1）紫外分光光度计的光源与检测器在一条直线上，荧光分光光度计的光源与检测器呈90°角。（2）紫外分光光度计有一个单色器；荧光分光光度计在样品池前后各有一个单色器。
7．扫描激发光谱（将光源发出的复光变成单色光）；扫描发射光谱（将发出的荧光与杂散光分离，防止杂散光对荧光测定的干扰）
8．越大；刚性、共平面共轭体系
9．辐射跃迁（荧光和磷光）；非辐射跃迁（振动弛豫、内转换、系间跨越等）
10．激发波长
三、判断对错
1．×。由于溶剂极性对荧光化合物π→π*跃迁能级差的影响，同一物质在不同溶剂中的荧光光谱形状和强度都有差别。溶剂极性的越大，π→π*跃迁能级差越小，荧光波长红移，且强度增强。
2．√。由荧光激发光谱和发射光谱的产生机理可以看出，（1）激发光谱和发射光谱互为逆过程，并相差固定的能级差。（2）激发波长跃迁几率大的能级，便是其荧光发射几率大的能级。所以，荧光光谱与激发光谱之间存在呈“镜像对称”关系。
3．×。同一溶剂在不同的激发光波长照射下，其拉曼光的波长不同，即溶剂拉曼光频率随激发光频率的变化而变化，当拉曼光处在被测溶质荧光波长附近时，则对荧光溶质的测定产生干扰。消除的方法有：（1）选用高分辨率的仪器；（2）对所选溶剂的拉曼光谱进行测定，然后对被测化合物荧光光谱进行校正或重新选择被测化合物的激发波长。由此可见，溶剂的拉曼光波长与被测溶质荧光的激发光波长有关。
4．×。在一定条件下，物质的荧光强度与该物质在低浓度时呈线性关系。因为公式F 成立的条件之一是：Ecl≤0.05。
Kc
5．×。无论荧光化合物被激发到电子的哪个激发态，荧光光谱总是由电子的第一激发态的最低振动能级回到基态的各个振动能级扫描得到荧光光谱。由此可见，荧光光谱的形状与激发波长无关。
6．×。为了消除透射光对荧光测定的干扰，荧光分光光度计的光源必须与检测器垂直。
7．√。分子受激发后，分子外层电子由能级的基态单重态（S）跃迁到激发单重态（S*）的各个振动能级。然后通过振动弛豫、内转换回到第一激发单重态的最低振动能级，以辐射形式回到基态的各个振动能级，这时发射的光称为荧光；分子受激发后，由能级的基态单重态（S）跃迁到激发单重态（S*），通过内转换、振动弛豫和体系间跨越，回到三重态（T*）的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级，这时发射的光称为磷光。S→S*没有电子自旋的改变；S→T*伴随电子自旋的改变。所以，发荧光时，电子能量的转移没有电子自旋的改变；发磷光时，电子能量的转移伴随电子自
旋的改变。
8．×。荧光分析法中与浓度相关的参数是荧光强度，测量荧光强度的方式是在入射光的直角方向，即在黑暗背景下检测所发射光的强度信号，因此可采用增加入射光强度或增大检测信号的放大倍数来提高灵敏度。在分光光度法中与浓度相关的参数是吸光度，而吸光度A =lg I 0/I ，如果增大入射光强度，当吸收光强度一定时，相应也增大了透射光强度，所以其比值不会变化，如果增大检测器的放大倍数，检测到的入射光强度和透射光强度也同时增大，同样不能提高其比值，也就不能达到提高灵敏度的目的。所以，荧光分析法的灵敏度比紫外分光光度法高，一般要高2~3个数量级。
9．√。荧光量子产率又称荧光效率，它是指激发态分子发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光的光子数之比，常用f φ表示。其数学表达式为：
∑
+
=
=
i
f f
f k k k 吸收激发光的光子数
发射荧光的光子数?
式中k f 为荧光发射的速率常数，∑i k 为所有辐射失活和非辐射失活的速率常数之和。由此可见，荧光量子产率f φ＜1。
10．√。因为π→π*跃迁的摩尔吸收系数（约104~105）大于n→π*跃迁摩尔吸收系数（约100），而π→π*跃迁的寿命（约10-7~10-9s ）小于n→π*跃迁的寿命（约10-5~10-7s ）。因此，具有π→π* 跃迁的化合物，易产生更强的荧光。虽然具有n→π* 跃迁的化合物，也可产生弱的荧光，但n→π*跃迁的寿命长，化合物有足够的时间产生体系间跨越，跃迁到激发三重态，另外，含n 轨道的杂原子在跃迁过程中易产生顺磁性，使n→π* 跃迁过程可能伴随电子自旋的改变，到达三重态。所以具有n→π* 跃迁共轭的化合物易产生更强的磷光。
四、有关概念及名词解释
1．单重态或单线态（single state ）：在给定轨道中的两个电子，必定以相反方向自旋，自旋量子数分别为1/2和-1/2，其总自旋量子数s=0。电子能级的多重性用M=2s+1=1，即自旋方向相反的电子能级多重性为1。此时分子所处的电子能态称为单重态或单线态，用S 表示。
2．三重态或三线态（triplet state ）：当两个电子自旋方向相同时，自旋量子数都为1/2，其总自旋量子数s=1。电子能级的多重性用M=2s+1=3，即自旋方向相同的电子能级多重性为3，此时分子所处的电子能态称为三重态或三线态，用T 表示。
3．振动弛豫（vibration relaxation ）：处于激发态最高振动能级的外层电子回到同一电子激发态的最低振动能级以非辐射的形式将能量释放的过程。
4．内部能量转换（internal conversion）：简称内转换。由高一级电子激发态以无辐射方式跃迁至低一级电子能级的过程。
5．荧光（fluorescence）：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过振动弛豫及内转换，回到第一激发单重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光。
6．外部能量转换（external conversion）：简称外转换。受激后的电子由第一激发单重态或激发三重态的最低振动能级以无辐射形式回到基态的各个振动能级的过程。
7．体系间跨越（intersystem crossing）：处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程。即分子由激发单重态以无辐射形式跨越到激发三重态的过程。
8．磷光（phosphorescence）：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过内转换、振动弛豫和体系间跨越，回到第一激发三重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光。
9．延时荧光（delayed fluorescence）分子受到激发后，处于激发单重态，通过内转换、振动弛豫和体系间跨越，跃迁到第一激发三重态的最低振动能级，如果分子再次受激发，又回到一激发单重态，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光。
10．激发光谱（excitation spectrum）：在一定条件下，固定发射波长（λem），扫描激发波长（λex），记录荧光强度（F），以荧光强度F对激发波长λex作图得到的曲线为激发光谱。激发光谱说明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。激发光谱形状与吸收光谱相似。
11．荧光光谱（fluorescence spectrum）：也称发射光谱（emission spectrum）。在一定条件下，固定激发波长（λex），扫描发射波长（λem），记录荧光强度（F），以荧光强度F对发射波长λem作图得到的曲线为荧光光谱。荧光光谱说明不同发射波长下，荧光物质发荧光的相对强度。
12．荧光寿命：指除去激发光源后，分子的荧光强度降低到最大荧光强度的1/e所需的时间，常用τf表示。荧光寿命是荧光物质的特性参数，利用荧光寿命可对荧光物质进行定性分析。利用混合物中各荧光物寿命的差别，对荧光混合物进行不经分离同时测定。
13．荧光效率：又称荧光量子产率。是激发态分子发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光的光子数之比，常用
φ表示。
f
五、计算题
1．解：20片复方炔诺酮片中含炔雌醇应为31.5~38.5 μg，
根据题意炔雌醇的低浓度为：
26
110
1250
5205311x ..c =??
?=(μg /ml)
炔雌醇的高浓度为：
54
110
1250
5205382x ..c =??
?=(μg /ml)
已知： c s =1.4μg/mL ，F s =65 由
s
x s
x c c F F = s s
x x F c c F =
5
586541261s s x x 11
...F c c F =?=
=
571654
1541s s
x x 22...F c c F =?=
=
合格片的荧光读数应在什么范围内58.5~71.5之间。
2．解：25 mL 氧化液的读数为6.0格，即F 0=6.0，作为空白。 25 mL 加入少量Na 2S 2O 4转化为核黄素F =55， 扣除空白，试液读数：F x =F-F 0=55-6.0=49
24 mL 氧化液+1 mL 标准溶液F =92，扣除空白，标液读数：F s =F-F 0=92-6.0=86 已知：标准溶液浓度c s =0.5(μg/mL) 根据
s
x s
x c c F F =， 284905086
49s s
x x ..c F F c =?=
=
(μg /ml)
每克谷物中核黄素的质量分数为：5698
25
5028490=?.(μg /g)
3．解：① 利用表中的数据计算F 0/F Stem-Volmer 方程为：
[Q]
1[Q]1sv 0q 0K K F
F +=+=τ
由F 0/F 对[Cl -]进行线性回归，得Stem-Volmer 方程：
0.1122[Q ]
1.1071[Q ]1[Q ]1sv 0q 0+=+=+=K K F
F τ 淬灭常数：11220sv .K =( L /mmol)=112(L /mol)
② 淬灭剂存在下荧光分子的平均寿命τ和没有淬灭剂存在下荧光分子的平均寿命
0τ不同，τ＜0τ。所以，经过推导Stem-Volmer 方程又可表示为：
[Q]
1sv 0K +=τ
τ
当淬灭剂[Cl -]=103 mmol/L ，SPQ 在血清中的寿命：
sv 23.6 1.88(ns)1[Q ]
10.1122103
K ττ=
=
=++?
由上推导可以得出：F
F 00=
ττ
荧光相对强度： 080
016
2388100
...F F =?=
?=
ττ
③ 如果[Cl -]=75 mmol/L SPQ 在血清中的寿命：0
sv 23.6 2.51(ns)
1[Q]
10.112275
K ττ==
=++?
荧光相对强度： 106
016
2351200
...F F =?=
?=ττ
（白小红）
荧光分析法检测原理及应用举例
1 荧光定义 某些化学物质从外界吸收并储存能量而进入激发态，当其从激发态回到基态时，过剩的能量以电磁辐射的形式放射出去即发光，称之为荧光。可产生荧光的分子或原子在接受能量后引起发光，供能一旦停止，荧光现象随之消失。 2 荧光分类 由化学反应引起的荧光称为化学荧光，由光激发引起的荧光称为光致荧光，课题主要研究光致荧光。按产生荧光的基本微粒不同，荧光可分为原子荧光、X 射线荧光和分子荧光，课题主要研究分子荧光。 3 光致荧光机理 某一波长的光照射在分子上，分子对此光有吸收作用，光能量被分子所吸收，分子具有的能量使分子的能级由最低的基态能级上升至较高的各个激发态的不同振动能级，称为跃迁。分子在各个激发态处于不稳定的状态，并随时在激发态的不同振动能级下降至基态，在下降过程中，分子产生发光现象，此过程为释放能量的过程，即为光致荧光的机理。光致荧光的过程按照时间顺序可分为以下几部分。 分子受激发过程 在波长为10~400nm的紫外区或390~780nm的可见光区，光具有较高的能量，当某一特征波长的光照射分子时，是的分子会吸收此特征波长的光能量，能量由光传递到分子上，此过程为分子受激发过程。分子中的电子会出现跃迁过程，在稳定的基态向不稳定的激发态跃迁。跃迁所需要的能量为跃迁前后两个能级的能量差，即为吸收光的能量。分子跃迁至不稳定的激发态中即为电子激发态分子。 在电子激发态中，存在多重态。多重态表示为2S+1。S为0或1，它表示电子在自转过程中，具有的角动量的代数和。S=0表示所有电子自旋的角动量代数和为0，即所有电子都是自旋配对的，那么2S+1=1，电子所处的激发态为单重态， 用S i 表示，由此可推出，S 即为基态的单重态，S 1 为第一跃迁能级激发态的单重 态，S 2 为第二跃迁能级激发态的单重态。S=1表示电子的自旋方向不能配对，说明电子在跃迁过程中自旋方向有变化，存在不配对的电子为2个，2S+1=3，电子 在激发态中位于第三振动能级，称为三重态，用T i 来表示，T 1 即为第一激发态中 的三重态，T 2 即为第二激发态中的三重态，以此类推。
荧光分析法基本概念
紫外可见吸收光谱一紫外吸收光谱分析 基于物质对200-800nm光谱区辐射的吸收特性而建立起来的分析测定方法称为紫外-可见吸收光谱法或紫外-可见分光光度法。它属于分子吸收光谱，是由于分子内电子跃迁而产生的光谱。 紫外光谱的产生 物质分子的能量具有量子化的特征(即物质分子的能量具有不连续的特征) 。一个分子有一系列能级，其中包括许多电子能级，分子振动能级以及分子转动能级。分子吸收特定的波长的光而产生吸收光谱 分子的紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，从化学键的性质上考虑，与电子光谱有关的主要是三种电子： (1)形成单键的c电子；(2)形成双键的n电子；(3) 分子中非键电子即n电子。 化合物不同，所含的价电子类型不同，所产生的电子跃迁类型不同，根据分子轨道理论，分子中这三种电子能级的高低次序大致是： (c)v(n)v( n) v(n * )v( c * ) c，冗是成键轨道，n是非键轨道， c* , n *是反键轨道 由于电子能级间跃迁的同时总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含 有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。
紫外光谱的表示方法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的 横坐标表示吸收光的波长，用nm （纳米）为单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以用 A （吸光度）、T （透射比或透光率或透过率）、 1-T （吸收率）、?（吸收系数）中的任何一个来表示。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰的位置, 纵坐标为它的吸收强度。 250 A /nm 翠腔的紫外光谨图 四、紫外光 谱中常用的几个术语 1. 发色基团和助色基团 发色基团：是能导致化合物在紫外及可见光区产 生吸收的基团，不论是否显示颜色 都称为发色基团。一般不饱和的基团都是发色基团（ C=C C=O N=N 、三键、苯环等） 200 300
简述影响荧光效率的主要因素
1．简述影响荧光效率的主要因素。 答：（1）分子结构的影响：发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团，共轭体系越大，荧光效率越高；分子的刚性平面结构利于荧光的产生；取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响，给电子取代基可使荧光增强，吸电子取代基使荧光减弱；重原子效应使荧光减弱。（2）环境因素的影响：溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响，溶剂的极性越强，荧光强度越大；温度对溶液荧光强度影响明显，对于大多数荧光物质，升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低；溶液pH值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响；表面活性剂的存在会使荧光效率增强；顺磁性物质如溶液中溶解氧的存在会使荧光效率降低。 2．试从原理和仪器两方面比较荧光分析法、磷光分析法和化学发光分析法。 答：（1）在原理方面：荧光分析法和磷光分析法测定的荧光和磷光是光致发光，均是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态，测量的是由激发态回到基态产生的二次辐射，不同的是荧光分析法测定的是从单重激发态向基态跃迁产生的辐射，磷光分析法测定的是单重激发态先过渡到三重激发态，再由三重激发态向基态跃迁产生的辐射，二者所需的激发能是光辐射能。而化学发光分析法测定的是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射，所需的激发能是化学能。 （2）在仪器方面：荧光分析和磷光分析所用仪器相似，都由光源、激发单色器、液槽、发射单色器、检测器和放大显示器组成。由于在分析原理上的差别，磷光分析仪器有些特殊部件，如试样室、磷光镜等。而化学发光分析法所用仪器不同，它不需要光源，但有反应器和反应池及化学反应需要的恒温装置，还有与荧光和磷光分析仪器相同的液槽、单色器、检测器等。 3．如何区别荧光和磷光？其依据是什么？ 答：为了区别磷光和荧光，常采用一种叫磷光镜的机械切光装置，利用荧光和磷光寿命的差异消除荧光干扰或将磷光和荧光分辨开。 4．采取哪些措施可使磷光物质在室温下有较大的磷光效率？ 答：（1）在试液中加入表面活性剂，；（2）将被分析物吸附在固体的表面。 5．化学发光反应要满足哪些条件？ 答：（1）能快速地释放出足够的能量；（2）反应途径有利于激发态产物的形成；（3）激发态分子能够以辐射跃迁的方式返回基态，或能够将其能量转移给可以产生辐射跃迁的其它分子。 6．简述流动注射式化学发光分析法及其特点。 答：流动注射分析是一种自动化溶液分析技术，它是基于把一定体积的液体试样注射到一个连续流动着的载流中，试样在流动过程中分散、反应，并被载流带到检测器中，再连续记录其光强、吸光度、电极电位等物理参数。其特点是，具有很高的灵敏度和很好的精密度。1．谱线自吸对光谱定量分析有何影响？ 答：在光谱定量分析中，自吸现象的出现，将严重影响谱线的强度，限制可分析的含量范围。2．激发光源的作用是什么？对其性能有何具体要求？ 答：激发光源的作用是提供试样蒸发、解离和激发所需要的能量，并产生辐射信号；对激发光源的要求是：激发能力强，灵敏度高，稳定性好，结构简单，操作方便，使用安全。
荧光分析法练习题82675
第十二章荧光分析法（药学） 一、A型题 1.若需测定生物试样中的微量氨基酸应选用下述哪种分析方法（）。 A、荧光光度法 B、磷光光度法 C、化学发光法 D、X荧光光谱法 E、原子荧光光谱法 答案：A 2.分子荧光分析比紫外-可见分光光度法选择性高的原因是（）。 A、分子荧光光谱为线状光谱，而分子吸收光谱为带状光谱 B、能发射荧光的物质比较少 C、荧光波长比相应的吸收波长稍长 D、荧光光度计有两个单色器，可以更好地消除组分间的相互干扰 E、分子荧光分析线性范围更宽 答案：B 3荧光量子效率是指（）。 A、荧光强度与吸收光强度之比 B、发射荧光的量子数与吸收激发光的量子数之比 C、发射荧光的分子数与物质的总分子数之比 D、激发态的分子数与基态的分子数之比 E、物质的总分子数与吸收激发光的分子数之比 答案：B 4.激发光波长和强度固定后，荧光强度与荧光波长的关系曲线称为（）。 A、吸收光谱 B、激发光谱
C、荧光光谱 D、工作曲线 E、标准工作曲线 答案：C 5.荧光波长固定后，荧光强度与激发光波长的关系曲线称为（）。 A、吸收光谱 B、激发光谱 C、荧光光谱 D、工作曲线 E、标准工作曲线 答案：B 6.一种物质能否发出荧光主要取决于（）。 A、分子结构 B、激发光的波长 C、温度 D、溶剂的极性 E、激发光的强度 答案：A 7.下列结构中荧光效率最高的物质是（）。 A、苯酚 B、苯 C、硝基苯 D、苯甲酸 E、碘苯 答案：A
8.下列因素会导致荧光效率下降的有（）。 A、激发光强度下降 B、溶剂极性变小 C、温度下降 D、溶剂中含有卤素离子 E、激发光强度增大 答案：D 9.为使荧光强度和荧光物质溶液的浓度成正比，必须使（）。 A、激发光足够强 B、吸光系数足够大 C、试液浓度足够稀 D、仪器灵敏度足够高 E、仪器选择性足够好 答案：C 10.在测定物质的荧光强度时，荧光标准溶液的作用是（）。 A、用做调整仪器的零点 B、用做参比溶液 C、用做定量标准 D、用做荧光测定的标度 E、以上都不是 答案：D 11.荧光分光光度计与分光光度计的主要区别在于（）。 A、光源 B、光路 C、单色器 D、检测器
分子荧光分析法基本原理
分子荧光分析法基本原理 一. 分子荧光的发生过程 （一）分子的激发态——单线激发态和三线激发态 大多数分子含有偶数电子，在基态时，这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中，成对自旋，方向相反，电子净自旋等于零：S=?+(-?)=0，其多重性M=2S+1=1 (M 为磁量子数)，因此，分子是抗（反）磁性的，其能级不受外界磁场影响而分裂，称“单线态”； 图1 单线基态（A）、单线激发态（B）和三线激发态（C） 当基态分子的一个成对电子吸收光辐射后，被激发跃迁到能量较高的轨道上，通常它的自旋方向不改变，即 ?S=0，则激发态仍是单线态，即“单线(重)激发态”； 如果电子在跃迁过程中，还伴随着自旋方向的改变，这时便具有两个自旋不配对的电子，电子净自旋不等于零，而等于1： S=1/2+1/2=1 其多重性： M=2S+1=3 即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂，这种受激态称为“三线(重)激发态”； “三线激发态” 比“单线激发态” 能量稍低。但由于电子自旋方向的改变在光谱学上一般是禁阻的，即跃迁几率非常小，只相当于单线态→单线态过程的 10-6~10-7。 （二）分子去活化过程及荧光的发生： （一个分子的外层电子能级包括S0（基态）和各激发态S1，S2，…..，T1…..，每个电子能级又包括一系列能量非常接近的振动能级） 处于激发态的分子不稳定，在较短的时间内可通过不同途径释放多余的能量（辐射或非辐射跃迁）回到激态，这个过程称为“去活化过程”，这些途径为： 1. 振动弛豫：在溶液中，处于激发态的溶质分子与溶剂分子间发生碰撞，把一部分能量以热的形式迅速传递给溶剂分子（环境），在10-11~10-13 秒时间回到同一电子激发态的最低振动能级，这一过程称为振动弛豫。
荧光分析法在生物领域的应用于发展
荧光分析法在生物领域的应用于发展摘要：本文对荧光分析法在检测细胞活性，测定生物样品，推断生物成虫日龄，研究生 物群落动态的应用与进展进行了综述与分析。并就其包含的不同方法进行一一介绍，展望了荧光分析法技术在生物领域中的应用前景。 关键词:荧光分析法生物领域应用发展 引言：利用某些物质被紫外光照射后所发生的能反映出该物质特性的荧光，可以进行定性或定量分析的方法。当照射停止后，如化合物的发射在10-9秒钟内停止，则称荧光超过此限度即称为磷光。特点：灵敏度更高10-10-10-12g/ml，应用不如UV广泛。SO2分子受特定光照射后处于激发态的SO2分子返回基态时发出荧光, 其荧光强度与SO2呈线性关系, 从而可测出气体浓度。当检测仪器系统确定后，荧光总光强I与SO2浓度的之间的关系可表示为：I=KC 在稳定的条件下，这些参数也随之确定，k可视为常数。因此，式I=kC 表示的紫外荧光光强I与样气的浓度C成线性关系。这是紫外荧光法进行定量检测的重要依据。 荧光色谱法相关内容 1.荧光色谱法的近期发展状况 （1）近10年来,由于微量分析的需要迅速增加,灵敏度高选择性强的荧光分析法日益受到重视。有关文献数量猛增,内容也从一般仪器及分析方法介绍发展到高精度、高灵敏度、自动化、多用途的新仪器新技术研究。荧光分析对象从以无机样品为主发展到以有机及生化样品为主,并从成分分析向化学结构、化学形式、微观分析、空间分布等状态分析发展,应用遍及各个领域。荧光光谱图册也陆续出版,美国费城Sadtler研究实验室自1974年起出版标准荧光光谱图及各专用荧光光谱图(如药物)。荧光分析法的应用范围与发射光谱法、火焰光度法、质谱法等相仿,成为一种重要的仪器分析方法。 （2）荧光分析法在纳米生物分析中的应用巨大。纳米荧光探针、纳米生物传感器等纳米生物分析材料器件的特性及其在生物分析中的应用。对发光量子点、复合型荧光纳米粒子和具有光学活性的金属纳米粒子作为生物分子的标记探针取得了成果。 2.荧光分析法基本原理分子角度 分子的激发态，单线激发态和三线激发态 大多数分子含有偶数电子，在基态时，这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中，成对自旋，方向相反，电子净自旋等于零：S=?+(-?)=0，其多重性M=2S+1=1 (M 为磁量子数)，因此，分子是抗（反）磁性的，其能级不受外界磁场影响而分裂，称“单线态”
四川大学仪器分析第八章-分子发光分析法答案讲课教案
四川大学仪器分析第八章-分子发光分析法 答案
第八章分子发光分析法 基本要求：了解荧光的产生和影响荧光强度的因素， 掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点， 重点：荧光光谱法的定量关系、应用特点。 难点：荧光的产生和影响荧光强度的因素。 参考学时：3学时 作业参考答案 1.简述荧光法产生的基本原理。具有什么样结构的物质最容易发荧光？ 答：物质受电磁辐射激发后，被激发的分子从第一电子激发单重态的最低振动能级回到基态而发射荧光，基于测量化合物的荧光而建立起来的分析方法即为荧光分析法。 芳香族化合物、带有平面刚性结构的化合物、带稠环结构的化合物容易发荧光。 2.解释下列名词：单重态、三重态、荧光、振动弛豫、内转换、外转换、失 活、系间窜跃、荧光量子产率、激发光谱、荧光光谱 答：单重态：电子自旋都配对的分子的电子状态称为单重态。 三重态：有两个电子自旋不配对而同方向的状态。 荧光：受光激发的分子从第一激发单重态(S1)的最低振动能级回到基态(S0)所发出的辐射； 振动弛豫：由于分子间的碰撞，振动激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级失活至较低振动能级，多余的振动能以热的形式失去的过程。 内转换：在相同激发多重态的两个电子能级间，电子由高能级以无辐射跃迁方式进到较低能级的分子内过程。 外转换：激发态分子与溶剂或其他溶质间的相互作用和能量转换而使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程。 失活：激发态分子不稳定，他要以辐射跃迁或无辐射跃迁的方式回到基态，这就是激发态分子的失活。 系间窜跃：激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的多重态发生变化的无辐射跃迁过程。 荧光量子产率：表示物质分子发射荧光的能力。荧光量子产率＝发射荧光的分子数/激发态的分子数＝发射的光子数/吸收的光子数 激发光谱：在荧光最强的波长处测量随激发光波长的改变而变化的荧光强度，将荧光强度对激发光波长作图，即得到激发光谱，实际为荧光物质的吸收光谱。 荧光光谱：如果将激发光的波长固定在最大激发波长处，测量不同荧光波长处荧光的强度，将荧光强度对荧光波长作图便得到荧光光谱（或称发射光谱）。
荧光分析法基本概念
紫外可见吸收光谱 一紫外吸收光谱分析 基于物质对200-800nm光谱区辐射的吸收特性而建立起来的分析测定方法称为紫外-可见吸收光谱法或紫外-可见分光光度法。它属于分子吸收光谱,就是由于分子内电子跃迁而产生的光谱。 二紫外光谱的产生 物质分子的能量具有量子化的特征(即物质分子的能量具有不连续的特征)。一个分子有一系列能级,其中包括许多电子能级,分子振动能级以及分子转动能级。分子吸收特定的波长的光而产生吸收光谱分子的紫外吸收光谱就是由于分子中价电子的跃迁而产生的,从化学键的性质上考虑,与电子光谱有关的主要就是三种电子: (1)形成单键的σ电子;(2)形成双键的π电子;(3) 分子中非键电子即n电子。 化合物不同,所含的价电子类型不同,所产生的电子跃迁类型不同,根据分子轨道理论,分子中这三种电子能级的高低次序大致就是: (σ)＜(π)＜(n)＜(π*)＜( σ* ) σ,π就是成键轨道,n 就是非键轨道,σ* ,π* 就是反键轨道 由于电子能级间跃迁的同时总伴随有振动与转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级与转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。 二紫外光谱的表示方法 紫外光谱图就是由横坐标、纵坐标与吸收曲线组成的。 横坐标表示吸收光的波长,用nm(纳米)为单位。
纵坐标表示吸收光的吸收强度,可以用A(吸光度)、T(透射比或透光率或透过率)、1-T(吸收率)、 (吸收系数) 中的任何一个来表示。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰的位置,纵坐标为它的吸收强度。 四、紫外光谱中常用的几个术语
1、发色基团与助色基团 发色基团:就是能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团,不论就是否显示颜色都称为发色基团。一般不饱与的基团都就是发色基团(C=C、C=O、N=N 、三键、苯环等) 助色基团:指那些本身不会使化合物分子产生颜色或者在紫外及可见光区不产生吸收的一些基团,但这些基团与发色基团相连时却能使发色基团的吸收带波长移向长波,同时使吸收强度增加。助色基团通常就是由含有孤对电子的元素所组成(-NH2, -NR2, -OH , -OR , -Cl等),这些基团借助P-π共轭使发色基团增加共轭程度,从而使电子跃迁的能量下降。 2.红移、蓝移、增色效应与减色效应 由于有机化合物分子中引入了助色基团或其她发色基团而产生结构的改变、或者由于溶剂的影响使其紫外吸收带的最大吸收波长向长波方向移动的现象称为红移。与此相反,如果吸收带的最大吸收波长向短波方向移动,则称为蓝移。 由于化合物分子结构中引入取代基或受溶剂的影响,使吸收带的强度即摩尔吸光系数增大或减少的现象称为增色效应或减色效应、分子荧光分析法 一、荧光的产生 物质分子的能级包括一系列电子能级、振动能级与转动能级。分子吸收能量后,从基态最低振动能级跃迁到第一电子激发态或更高电子激发态的不同振动能级(这一过程速度很快,大约10-15s),成为激发单重
荧光光谱法
荧光分析法测定维生素B2 一、实验目的 1.学习与掌握荧光光度分析法测定维生素B2的基本原理与方法; 2.熟悉荧光分光光度计的结构及使用方法; 3、学习掌握固体及液体试样的荧光测试方法。 二、实验原理 当用一种波长的光照射某种物质时,这种物质会在极短的时间内,发射出一种比照射光波长较长的光,这种发射出来的光就叫做荧光。当照射光停止照射时,荧光也随之很快地消失。利用某些物质被紫外光照射后所产生的、能够反映出该物质特性的荧光,以进行该物质的定性分析与定量分析,称为荧光分析。 实验证明,荧光通常发生于具有刚性平面的л-电子共轭体系分子中。随着л-电子共轭度与分子平面度的增大,荧光也就越容易产生。因此几乎所有对分析化学有用的荧光体系都含有一个以上的芳香基团,芳环数越多,荧光愈强。能发荧光的纯无机物很少,通常就是利用有机配位体与金属离子形成荧光络合物进行无机离子的分析。 图1.荧光分光光度计的结构原理图
荧光分光光度计工作原理(图1)可简述为:光源发出的光束经激发单色器色散,提取所需波长单色光照射于样品上,由样品发出的荧光经发射单色器色散后照射于检测器上,检测器把荧光强度信号转变为电信号并经放大器放大后,由信号显示系统显示或者记录。 荧光光谱包括激发光谱与发射光谱两种。激发光谱就是就是指发射单色器波长固定,而激发单色器进行波长扫描所得到的荧光强度随激发光波长变化的曲线。荧光发射光谱就是指激发单色器波长固定,发射单色器进行波长扫描所得到的荧光强度随发射光波长变化的曲线。一般所说的荧光光谱实际上仅指荧光发射光谱。这一光谱为分析指出了最佳的发射波长。 荧光定性定量分析与紫外可见吸收光谱法相似。定性时,就是将实验测得样品的荧光激发光谱与荧光发射光谱与标准荧光光谱图进行比较来鉴定样品成分,一般荧光定性的依据就是荧光光谱峰的个数、位置、相对强度及轮廓。 定量分析时,一般以激发光谱最大峰值波长为激发光波长,以荧光发射光谱最大峰值波长为发射波长,测量样品的荧光强度。对同一物质而言,荧光强度F 与该物质的浓度c 有以下的关系: F = 2、303Фf I0 a b c ⑴ Фf－荧光过程的量子效率; a－荧光分子的吸收系数; I0－入射光强度; b－试液的吸收光程。 在I0 与b 不变时,2、303Фf I0 a b为常数,则⑴式可以表示为 F＝Kc ⑵ ⑵即可作为荧光定量检测的依据。 图2 VB2的结构式
四川大学仪器分析第八章分子发光分析法答案
第八章分子发光分析法 基本要求：了解荧光的产生和影响荧光强度的因素， 掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点， 重点：荧光光谱法的定量关系、应用特点。 难点：荧光的产生和影响荧光强度的因素。 参考学时：3学时 作业参考答案 1.简述荧光法产生的基本原理。具有什么样结构的物质最容易发荧光 答：物质受电磁辐射激发后，被激发的分子从第一电子激发单重态的最低振动能级回到基态而发射荧光，基于测量化合物的荧光而建立起来的分析方法即为荧光分析法。 芳香族化合物、带有平面刚性结构的化合物、带稠环结构的化合物容易发荧光。 2.解释下列名词：单重态、三重态、荧光、振动弛豫、内转换、外转换、失活、系间窜跃、 荧光量子产率、激发光谱、荧光光谱 答：单重态：电子自旋都配对的分子的电子状态称为单重态。 三重态：有两个电子自旋不配对而同方向的状态。 荧光：受光激发的分子从第一激发单重态(S1)的最低振动能级回到基态(S0)所发出的辐射； 振动弛豫：由于分子间的碰撞，振动激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级失活至较低振动能级，多余的振动能以热的形式失去的过程。 内转换：在相同激发多重态的两个电子能级间，电子由高能级以无辐射跃迁方式进到较低能级的分子内过程。 外转换：激发态分子与溶剂或其他溶质间的相互作用和能量转换而使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程。 失活：激发态分子不稳定，他要以辐射跃迁或无辐射跃迁的方式回到基态，这就是激发态分子的失活。 系间窜跃：激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的多重态发生变化的无辐射跃迁过程。 荧光量子产率：表示物质分子发射荧光的能力。荧光量子产率＝发射荧光的分子数/激发态的分子数＝发射的光子数/吸收的光子数 激发光谱：在荧光最强的波长处测量随激发光波长的改变而变化的荧光强度，将荧光强度对激发光波长作图，即得到激发光谱，实际为荧光物质的吸收光谱。 荧光光谱：如果将激发光的波长固定在最大激发波长处，测量不同荧光波长处荧光的强度，将荧光强度对荧光波长作图便得到荧光光谱（或称发射光谱）。 3.溶液中，溶剂的极性、pH值及温度是如何影响荧光强度的。 答：溶剂的影响：随着溶剂极性增加，荧光物质的n—π*跃迁能量增大，π—π*跃迁的能量降低，从而导致荧光强度增加，荧光波长红移。溶剂若能和荧光物质形成氢键或使荧光物质的电离状态改变，会使荧光强度、荧光波长改变。含重原子的溶剂（碘乙烷、四
仪器分析简答题
仪器分析基本原理1、简述仪器分析的一般流程。一个完整的仪器分析流程应包括取样、样品的预处理(溶样、分 离、提纯和制备)、仪器测定、数据处理、结果表达、提供分析报告、对结果进行研究和解释等过程。 2、比较标准加入法与标准曲线法的优缺点。标准曲线法的优点是大批量样品测定非常方便。缺点是：对个别样品测定仍需配制标准系列，手续比较麻烦，特别是遇到组成复杂的样品测定，标准样的组成难以与其相近，基体效应差别较大，测定的准确度欠佳。标准加入法的优点是可最大限度地消除基体干扰，对成分复杂的少量样品测定和低含量成分分析，准确度较高；缺点是不能消除背景吸收，对批量样品测定手续太繁，不宜采用。 3、简述吸收光谱与发射光谱之间的差异。发射光谱：给样品以能量，比如原子发射光谱，原子外层电子由基态到激发态，处于激发态电子不稳定，会以光辐射的形式是放出能量，而回到基态或较低的能级。得到线状光谱。吸收光谱：用一定波长的光照射样品，样品会吸收一部分光，照射前后就有光强度的变化，记录这种变化得到的是吸收光谱，如分子、原子吸收光谱. 区别：发射光谱是指样品本身产生的光谱被检测器接收。比如ICP，样品本身被激发，然后回到基态，发射出特征光谱。发射光谱一般没有光源，如果有光源那也是作为波长确认之用。在测定时该光源也肯定处于关闭状态。吸收光谱是光源发射的光谱被样品吸收了一部分，剩下的那部分光谱被检测器接收。比如原子吸收光谱，空心阴极灯发出的光谱被样品吸收了一部分，检测器则接收剩余的那部分。吸收光谱都有光源，测定时光源始终工作，并且光源、样品、检测器在一直线（中间反射镜不算）。紫外-可见分析技术 1、简述影响紫外可见吸收光谱的因素。（1）温度：在室温范围内，温度对吸收光谱的影响不大。在低温时，吸收强度有所增大；在高温时，谱带变宽，谱带精细结构消失。（2）溶剂：由于紫外光谱的测定大多数在溶液中进行，而溶剂的不同将会使吸收带的位置及吸收曲线的形态有较大的影响。所以在测定物质的吸收光谱时，一定要注明所用的溶剂。一般来说，极性溶剂会造成π-π﹡跃迁吸收带发生红移，而使n-σ﹡跃迁发生蓝移。非极性溶剂对上述跃迁影响不太明显。（3）pH值：很多化合物都具有酸性或碱性可解离基团，在不同的pH值的溶液中，分子的解离形式可能发生变化。其吸收峰的形状、吸收峰的位置、吸收强度等都有可能发生变化。（4）仪器的狭缝宽度：狭缝宽度越大，光的单色性越差，吸收光谱的细微结构就可能消失。 2、简述紫外光谱法在有机化合物分析中的应用，试举例说明。紫外可见光谱一般有以下几个应用：定性分析，定量分析，异构体判断，纯度检查。定性分析：判断共轭关系及某些官能团。如在（200-400nm）之间无吸收峰，说明该未知物无共轭关系，且不会是醛、酮，很可能是一个饱和化合物。定量分析：用于测定物质的浓度和含量。异构体判断：乙酰乙酸乙酯存在酮-烯醇互变异构体。酮式没有共轭双键，在204nm处有弱吸收；烯醇式有共轭双键，在245nm处有强吸收。故可根据它们的紫外吸收光谱可判断其存在与否。纯度检查：例如，如果一化合物在紫外区没有吸收峰，而其中杂质有较强的吸收，就可方便检测出该化合物的痕量杂质。 3、简述紫外可见吸收光谱波长范围的划分，并指出“UV”所表示的范围。紫外可见光谱区是在4-800nm的电磁波，其中4-400nm的电磁辐射称为紫外区，它又分为两段：4-200nm为远紫外区，200-400nm的电磁波为近紫外区，而波长在400-800nm的电磁波为可见光区。 4、简述紫外可见分光光度计的结构。光源：光源是提供入射光的装置。单色器：是一种把来自光源的复合光分解为单色光，并分离出所需要波段光束的装置。吸收池：又称样品池、参比池或比色皿。检测器：其作用是检测光信号，将光信号转变为电信号。信号显示系统：配有微机，可对光谱仪进行操作控制，并进行数据处理。 荧光分析技术 1、简述荧光分析法的特点，其中物质产生荧光所必须具备的条件。荧光法的主要特点是灵敏度高和选择性强。分子产生荧光必须具备两个条件：（1）物质分子必须具有能吸收一定频率紫外光的特定结构；（2）物质分子吸收了特征频率的辐射能之后，必须具有较高的荧光效率。荧光效率大，
荧光分析法在生物领域应用
荧光分析法在生物领域的应用与进展 班级：姓名：学号： 摘要：本文综述了荧光分析法在生物领域的研究进展，其中包括检测细胞活性，测定生物样品，研究生物群落动态，研究蛋白质、核酸等生物大分子与药物小分子的相互作用等，并展望了荧光分析法在生物领域的应用前景。 关键词：荧光分析法研究进展应用发展前景 0.引言 分子受光子激发后，由第一电子激发单重态回到基态的任一振动能级伴随的光辐射称为分子荧光。利用某些物质被紫外光照射后所发生的能反映出该物质特性的荧光，可以进行定性或定量分析的方法。它有如下特点：灵敏度高，选择性优于吸收光谱法，试样量小，操作简便，发光检测的灵敏度高，发光参数多。正是因为这些优点，荧光分析法在生物领域内获得了广泛的应用。 1.荧光分析法的发展状况 1.1近十年发展状况 近10年来，由于微量分析的需要迅速增加，灵敏度高选择性强的荧光分析法日益受到重视。有关文献数量猛增，内容也从一般仪器及分析方法介绍发展到高精度、高灵敏度、自动化、多用途的新仪器新技术研究。荧光分析对象从以无机样品为主发展到以有机及生化样品为主,并从成分分析向化学结构、化学形式、微观分析、空间分布等状态分析发展，应用遍及各个领域。荧光分析法的应用范围与发射光谱法、火焰光度法、质谱法等相仿，成为一种重要的仪器分析方法。 1.2荧光分析法在药物分析中被广泛应用 荧光分析法以其灵敏度高、选择性好、操作简便等优点受到分析工作者的青睐，将荧光分析法应用于药物分析，已在药物有效成分分析鉴定、药物代谢动力学研究、临床药物与药效分析等方面取得长足发展，并广泛应用于生化分析、生物医学等领域的痕量分析。 常规荧光分析法最早被应用与分析抗疟疾药物奎宁，随着荧光分析法的发展，其应用范围日益扩大，被广泛用于抗菌素药物、止痛药、镇静剂、止血药等的分析。由于自身具有发射荧光特性的物质相对较少，并且受到拉曼峰和散射光等背景的干扰，常规荧光分析法在药物分析中的应用受到限制。为使荧光
荧光分析法在药物分析中的应用
荧光分析法在药物分析中的应用The Application of Fluorimetry in Pharmaceutical Analysis 摘要 药物分析主要应用在药物的质量控制、新药研究、药物代谢、体内药物分析等方面。荧光分析法以其灵敏度高、选择性好、方法简便、重现性好、取样量少、仪器设备简单且不昂贵等特点,近年来被广泛地运用于各种药物制剂和生物体液中的药物分析工作中.本文对荧光分析法在药物分析中的应用现状及其进展进行了综述。 关键词药物分析；荧光分析法 ABSTRACT Pharmaceutical analysis mainly used in the quality control, research, metabolism, and drug analysis in vivo. Fluorescence analysis method with its high sensitivity, good selectivity, simple method, equipment simple and inexpensive, in recent years is widely used in various pharmaceutical formulations and biological fluids works. In this paper, we will illustrate the progress of the fluorescence analysis and the application of the method in pharmaceutical analysis. Key word: Pharmaceutical analysis, Fluorescence analysis
荧光光谱分析技术概述
荧光光谱分析技术概述....................................................................................................................... 1荧光光谱分析原理.1 ................................................................................................................................... 4荧光分析法.2 ........................................................................................................................ 4定性分析法.2.1 4 ......................................................................................................................... 2.2定量分析法 荧光光谱分析原理1光谱法是辐射能与物质组成和结构的相光学分析法 分为光谱法和非光谱法，不涉及能级跃非光谱法不包含物质内能的变化，互作用，以光谱的出来为基础，迁，而是辐射方向和物理性质的改变。 光学分析方法分类 1表分析法特征具体方法 射线荧光光谱、分子荧X光谱法原子发射光谱、原子荧光光谱、光的发射光光谱、分子磷光光谱、化学发光、电子能谱、俄歇电子能谱射线原子吸收光谱、紫外-可见分光光度法、红外光谱、X光的吸收吸收光谱、核磁共振光谱、电子自旋共振光谱、光声光谱拉曼光谱光的散射 比浊法、散射浊度法光的散射非光谱法 折射法、干涉法光的折射 X射线衍射、电子衍射光的衍射 旋光色散法、偏振法、圆二向色法光的转动 , 光波愈短荧光发光机理可按量子理论通俗解释: 光具有波动、粒子二重性, 当某些物质受到紫外线或较短波长其光子能量愈强; 反之波长愈长其能量则弱。当, , 吸收了全部或部分光能量, 使其分子的能级升高而处于亚稳定状态光照射其中一部分化为热量, , 这些分子就会立即释放多余的能量恢复到稳定的基态时因为有部分能, 向基态跃迁时是以“光”形式释放而消失。但对某些物质而言, 光波愈, 量被消耗所以重新发出的光能量总比吸收的能量要小。由于能量愈小, , 所以物质所激发的荧光总比照射它的光波要长。磷光的能量较荧光还要小长, 这就是两者的区别。寿命可达数小时之久所以它的波长比荧光要长, , 如果物质的分子吸收了紫外和可见区电磁辐射后，它的电子能跃迁至激发本身又回复到基态如果吸收辐然后以热能的形式将这一部分能量释放出来，态，再发射的波射能后处于电子激发态的分子以发射辐射的方式释放这一部分能量， 长可以同分子所吸收的波长相同，也可以不同，这一现象称为光致发光。最常见的两种光致发光现象是荧光和磷光。这两种光致发光的机理不同，荧光发光过程 -3s-10s的时间间隔。而磷光则往往能延续10因在激发光停止后10s内停止发光，此，可通过测定发光寿命的长短来区分荧光和磷光。 一些化学物质从外界吸收并储存能量而进入激发态，当其从激发态再回复到基态时，过剩的能量以电磁辐射的形式放射(即发光)称之为荧光。可产生荧光的分子
浅谈荧光分析法的特点及在环境分析中的应用
荧光分析法的特点及在环境分析中的应用 摘要：论文综述了荧光分析法的特点及在环境分析中的应用。重点分析了荧光分析法的原理、特点，以及常用的荧光分析法的讨论。分析了荧光分析法在环境监测中的应用，测定范围和发展情况。 关键词：荧光分析；环境分析；应用 1.引言 环境中分析、监测的对象往往是微量、超微量的物质，有很多还具有时间性和空间性，因此对分析技术要求越来越高。荧光分析法和分光光度法以其灵敏度高、检测限低、准确性好等优点在近年来得到了迅速发展。荧光分子探针的设计合成以及荧光分析法在环境分析化学中的应用是方兴未艾的研究方向[1]。 分子荧光分析具有检测限低，灵敏度高，选择性好，取样量少，方法简捷快速等特点，是一种重要的光谱化学分析手段，其中荧光分子探针检测技术在环境分析化学中占有重要的地位[2]。因此，在对环境的分析中，荧光分析法应用非常广泛，从天然水、饮用水到废水、污水；从土壤、大气到动植物；从人的头发、骨骼、血液到内脏等各个器官，涉及到的样品和应用范围几乎无所不有[3]。 2.荧光分析法的原理和特点 2.1.荧光分析法 2.1.1荧光及荧光分析 荧光是荧光化合物在受到紫外光、电和化学等能量激发后，电子从基态跃迁到激发态，然后通过辐射衰变释放出光子而回复到基态，即产生荧光。这些物质会在极短的时间内(8-10秒)发射出各种颜色和不同强度的可见光，而当紫外光停止照射时，所发射的光线也随之很快地消失。 荧光分析是指利用某些物质在紫外光照射下产生荧光的特性及其强度进行物质的定性和定量的分析的方法。1852年G.G.斯托克斯(G.G.Strokes)发现荧光，真正的荧光光谱测量则始于本世纪60年代。 2.1.2荧光激发光谱和发射光谱 荧光是一种光致发光现象，由于分子对光的选择性吸收，不同波长的入射光便具有不同的激发效率。如果固定荧光的发射波长不断改变激发光的波长，并记
荧光分析
BaSiO 3 :Eu3+红色荧光粉的制备 一.实验目的 1、通过查阅文献，了解稀土离子掺杂荧光粉的发光原理 2、熟悉高温固相法制备BaSiO 3 :Eu3+红色荧光粉的过程 3、了解荧光粉体的相关性能指标，学习其表征手段 二、实验原理 三价稀土离子或三价过渡金属离子作为半导体杂质，与缺陷体形成复合体，在外界激发下，其内部产生辐射复合，发出特征光。 稀土离子最外层电子为5s2和5p6满壳层结构，形成很好的屏蔽作用，于是稀土离子的4f电子的发射基本上保持离子的特征，周围晶体场对稀土离子的作用很弱，发光起源于稀土能级间的跃迁，比较容易辨认。而过渡族离子并不存在4f电子层外的满层电子结构，所以3d电子跃迁受周围晶体场的影响较大，但考虑到晶体场的影响，仍可以找到发光跃迁与过渡金属离子能级间的关系。 本实验以BaCO 3、SiO 2 、Eu 2 O 3 为原料，用高温固相法制备BaSiO 3 :Eu3+荧光粉体， 其中稀土离子Eu3+作为发光杂质中心，预计发射红色光。 三、实验用品 实验药品：化学试剂（A.R.）、BaCO 3（A.R.）、SiO 2 、（A.R.）、Eu 2 O 3 （A.R.） 实验设备：电子分析天平，药匙，称量纸，研钵、氧化铝舟、1200o C高温度、F-4600荧光分光光度计。 四、实验步骤 1. 固体粉末的称量与研磨 计算出制备3.0g荧光粉所需要的BaCO 3，SiO 2 ， Eu 2 O 3 各多少克。在分析天平称 量后在玛瑙研钵中进行研磨10分钟。 2. 样品的烧结。 将配置研磨好的粉体样品放入氧化铝坩埚或氧化铝舟中，在高温炉中进行煅烧。煅烧温度1100-1200度。（在烧结过程中应有专人看管高温炉）烧结结束如样品结块需对样品进行研磨成粉状。 3. 煅烧粉体或烧成样品荧光粉的的结构使用X射线衍射仪进行表征； 4. 发光性能的测试：可选择日立的F4600荧光分光光度计对荧光粉进行发光特性测试； 5. 利用LED点胶机将成品LED芯片和荧光粉进行组装。并进行点亮，观察荧光粉加入前后LED颜色的变化。 6. 结果分析与讨论，并撰写综合实验报告。 五、结果分析 样品的发射光谱及激发光谱如附图。 Eu2+离子的发光特性： Eu2+离子具有4f65d1→4f75d0能级跃迁发射。由于4f电子对晶格环境并不敏感而5d电子处于没有屏蔽的外层裸露状态，受晶场的影响较显著，且容易与晶格发生强烈的耦合作用，致使4f5d杂化轨道能级劈裂，并强烈地与晶格声子产生耦合，从而导致了宽带吸收且在250~420nm范围内，荧光粉都能受到有效激发，而且吸收效率主要取决于4f65d到的吸收面积，这种4f65d1→4f7d0能级跃迁收基质晶场影响较大，通常呈现宽谱发射，发射强度大，而且发射峰位可调性大。 Eu3+浓度对发光性质的影响。 掺杂浓度是荧光粉制备所必须考虑的一个重要因素，低的掺杂浓度不能给出是够强的发光，
荧光分析法检测原理及应用举例
1荧光定义 某些化学物质从外界吸收并储存能量而进入激发态，当其从激发态回到基态时，过剩的能量以电磁辐射的形式放射出去即发光，称之为荧光。可产生荧光的分子或原子在接受能量后引起发光，供能一旦停止，荧光现象随之消失。 2荧光分类 由化学反应引起的荧光称为化学荧光，由光激发引起的荧光称为光致荧光，课题主要研究光致荧光。按产生荧光的基本微粒不同，荧光可分为原子荧光、X 射线荧光和分子荧光，课题主要研究分子荧光。 3光致荧光机理 某一波长的光照射在分子上，分子对此光有吸收作用，光能量被分子所吸收，分子具有的能量使分子的能级由最低的基态能级上升至较高的各个激发态的不同振动能级，称为跃迁。分子在各个激发态处于不稳定的状态，并随时在激发态的不同振动能级下降至基态，在下降过程中，分子产生发光现象，此过程为释放能量的过程，即为光致荧光的机理。光致荧光的过程按照时间顺序可分为以下几部分。 3.1 分子受激发过程 在波长为10~400nm的紫外区或390~780nm的可见光区，光具有较高的能量，当某一特征波长的光照射分子时，是的分子会吸收此特征波长的光能量，能量由光传递到分子上，此过程为分子受激发过程。分子中的电子会出现跃迁过程，在稳定的基态向不稳定的激发态跃迁。跃迁所需要的能量为跃迁前后两个能级的能量差，即为吸收光的能量。分子跃迁至不稳定的激发态中即为电子激发态分子。 在电子激发态中，存在多重态。多重态表示为2S+1 o S为0或1,它表示电子在自转过程中，具有的角动量的代数和。S=0 表示所有电子自旋的角动量代数和为0,即所有电子都是自旋配对的，那么2S+仁1,电子所处的激发态为单重态，用S i 表示，由此可推出，S0 即为基态的单重态，S1 为第一跃迁能级激发态的单重态，S2为第二跃迁能级激发态的单重态。S=1表示电子的自旋方向不能配对，说明电子在跃迁过程中自旋方向有变化，存在不配对的电子为2个，2S+仁3,电子在激发态中位于第三振动能级，称为三重态，用T i 来表示，T1 即为第一激发 态中的三重态，T2即为第二激发态中的三重态，以此类推。 分子跃迁至各个激发态中，状态不稳定，随时会释放出能量，释放能量的类型有两种：一种是辐射跃迁，另一种是非辐射跃迁，释放能量会回到稳定的基态。
荧光分析法标准操作规程
荧光分析法标准操作规程 1 简述 某些物质受紫外光或可见光照射激发后，它会在极短时间内发射出较照射光波长为长的光，而当照射光源停止照射时，这种光线也随之消失，这种光称为荧光。荧光通常发生于具有共轭双键体系的分子。荧光分光光度法具有灵敏度高、选择性强、试样量少和方法简便等优点。 荧光光谱包括激发光谱和发射光谱，激发光谱是指不同激发波长的光引起物质发射某一波长荧光的相对效率，即发射波长不变，将激发波长进行扫描。发射光谱是指某一激发波长的光引起物质发射不同波长荧光的相对效率，即激发波长不变，将发射波长进行扫描。物质的激发光谱和荧光发射光谱，可用作定性分析。当激发波长、强度、所用溶剂等条件固定时，物质在较稀的一定浓度范围内其发射光强度与溶液中该物质的浓度成正比关系，可用作定量分析。 荧光强度的测量用下式表示 F=K＇ΦI0（1—e-εbc） 式中F是荧光强度，K＇是仪器常数，Φ是量子效率，I0是激发光强度，ε是摩尔吸收系数，b是样品池光程，c是样品的浓度。 由式可见荧光强度与仪器条件有关，以此供试品必须与对照品在相同条件下测定。 2 仪器和用具、溶剂 2.1 仪器荧光分析法所用的仪器为荧光分光光度计或荧光计，它由激发光源、激发单色器和发射单色器、样品池、检测器及记录仪表组成。 光源：多采用高压氙灯，它在紫外光区和可见光区都能给出连续辐射（220~700nm）。 单色光器：由光栅和狭缝组成。有两组，一组为激发单色器，光源的连续辐射经激发单色器得到单色光照射到样品池，供试品溶液经激发光照射后产生的荧光则常以激发光源呈900的角度照射到发射单色器，发射单色器分光以后照到光电倍增管转换为电信号，送入显示或记录仪表读数或记录。 样品池：常用石英池，质地应较纯，不含荧光杂质，固定受光面标志。如拟配对使用，则可盛稀硫酸奎宁溶液（1×10-8g/ ml），激发波长350nm，发射波长450nm，调节仪器示值为95％，选择各池荧光强度相差不大于1.0％者成对使用。 仪器的使用按各仪器说明书进行操作，通常应在光源点燃及主机预热20min后再进行测定。 2.2 仪器的性能检测荧光分光光度计，各仪器厂商有其自订的技术指标，国家技术监督局颁布有“JJG537—88荧光分光光度计试行检定规程”，对其技术性能有多项具体规定。 2.2.1 波长准确性可将发射单色器置零级位置，在灯室内安放笔形汞灯，并将漫反射板校正具放入样品室，选择分布均匀的5条谱线作参考波长，记录其最大读数时的波长为测量值，与已知波长值进行比较，或用氙灯的450.1nm谱线检查，其波长准确性应符合技术指标所规定。 2.2.2 灵敏度（信噪比S/N）采用水的拉曼谱线测定，可置激发波长为350nm，激发和发射单色器狭缝为10nm,用二次蒸馏水，调节灵敏度使发射波长为397nm时仪器示值在40％左右，发射波长退回到300nm,调仪器零位，扫描发射波长，记录300~430nm发射光谱曲线，发射光谱397nm 附近的峰值即为S,然后在峰值处记录2min，记录噪声曲线最大的峰—值即为N。 灵敏度应符合其技术指标。 其他技术指标如分辨率、线性误差、稳定度等，可参照JJG537—88检查规程。