北京大学：《分析化学 Analytical Chemistry》课程教学资源（PPT课件讲稿）第8章 紫外可见吸光光度法及分子荧光分析法 8.7 分子荧光与分子磷光分析法

87分子荧光与分子磷光分析法 >1575年,西班牙医生 NMonardes发现。 >1852年, Sir George Stokes对荧光产生的机 理作了解释,并提出了“荧光”。 1867年,首次用于分析测定。 >1928年,Jett和West提出第一台光电荧光计。 >1952年,商品荧光分光光度计出现

1 ➢ 1575年，西班牙医生N.Monardes发现。 ➢ 1852年，Sir George Stokes对荧光产生的机 理作了解释，并提出了“荧光”。 ➢ 1867年，首次用于分析测定。 ➢ 1928年，Jette和West提出第一台光电荧光计。 ➢ 1952年，商品荧光分光光度计出现。 8.7 分子荧光与分子磷光分析法

8.7.1发光机理( Jablonski Diagram) 单重态 三重态 内转换 振动驰豫 E 系间跨越 荧光寿命: 温 荧光 外转换>碘光 10-9~10-7 光吸收 磷光寿命 ■■■ 10-4~10s 振动 驰豫 基态 ■L 分子吸光与发光示意图 2

2 8.7.1 发光机理(Jablonski Diagram) 荧光寿命: 10－9～10－7 s 磷光寿命: 10－4～10 s 分子吸光与发光示意图

蒽的激发光谱(吸收光谱)和发射光谱(荧光光谱) 120 Reference material No. 1 Anthracene. Corrected Spectra 吸收光谱 100 发射光谱 350 450 激发光谱 Excitation Spectrum,激发波长:Ae 发射光谱 Emission Spectrum,发射波长:m3

3 吸收光谱 发射光谱 蒽的激发光谱（吸收光谱）和发射光谱（荧光光谱） 激发光谱:Excitation Spectrum, 激发波长:ex 发射光谱 Emission Spectrum, 发射波长:em

荧光光谱的特点 > Stokes位移:分子荧光的发射峰相对于吸收 峰位移到较长的波长 >荧光发射光谱的形状与激发波长的选择无关 镜像规则:荧光发射光谱和它的吸收光谱呈 镜像对称关系

5 荧光光谱的特点 ➢ Stokes位移：分子荧光的发射峰相对于吸收 峰位移到较长的波长. ➢ 荧光发射光谱的形状与激发波长的选择无关. ➢ 镜像规则：荧光发射光谱和它的吸收光谱呈 镜像对称关系

872定量分析的基础 荧光强度(F与物质浓度(c)的关系 在稀溶液中: F=2.3Koab clo =2.3KpAlo 一荧光物质的荧光效率(量子产率 =射荧光的量子数 吸收激发光的量子数 8荧光物质的吸光系数 b液层厚度 入射光强度 K检测效率(由仪器决定 当b,0一定时:F=Kc

6 8.7.2 定量分析的基础 —荧光强度(F )与物质浓度(c)的关系 在稀溶液中： F＝2.3Kφεb cI0＝2.3KφAI0 φ —荧光物质的荧光效率(量子产率)： ε—荧光物质的吸光系数 b—液层厚度 I0—入射光强度 K—检测效率（由仪器决定）  = 发射荧光的量子数 吸收激发光的量子数 当b，I0一定时： F＝Kc

高浓度时,荧光物质发生自熄灭和 自吸收现象,使F与C不呈线性关系 般当幼bc≤0.05时,F与c呈线性关系

7 F c 一般当εb c  0.05 时, F 与c呈线性关系 高浓度时，荧光物质发生自熄灭和 自吸收现象，使F与c不呈线性关系 F c

873荧光与分子结构的关系 1.共轭效应兀→π*跃迁 芳香族化合物、五元杂环上取代苯基 共轭体系越大,越易产生荧光,荧光效率也增大 -(CH-CH)2 q=0.28 -(CH-CH)3- q=0.68

8 8.7.3 荧光与分子结构的关系 1.共轭效应  → * 跃迁 芳香族化合物、五元杂环上取代苯基. 共轭体系越大,越易产生荧光,荧光效率也增大. ─(CH=CH)3─ φ=0.68 ─(CH=CH)2─ φ=0.28

2.刚性结构和共平面效应 COo CoO- 酚酞(无荧光) 荧光黄 Mg 8一羟基喹啉(弱荧光) 红色荧光

9 2. 刚性结构和共平面效应 酚酞(无荧光) 8－羟基喹啉(弱荧光) 红色荧光 C O -O O COO￾C O COO- -O N O- N O Mg N O 荧光黄

联二苯g=02 芴q=1.0 3,4-苯并芘 (强荧光物质)

10 联二苯 φ= 0.2 芴 φ= 1.0 3,4-苯并芘 ( 强荧光物质) C H2

3.取代基的作用 给电子基增强荧光: OH,-OR,一NH2,-NHR,一NR2,-C≡N 吸电子基减弱荧光: COoH. -C=0. -NO-N=N.-Cl-Br-I 与体系作用小的取代基影响不明显 SO3R,一NH3+,-SH,一F,R。 NH2 OH 比 荧光强50倍 COOH 无荧光

11 3. 取代基的作用 给电子基增强荧光： －OH,－OR,－NH2 ,－NHR,－NR2 ,－C≡N 吸电子基减弱荧光： －COOH,－C=O,－NO2 ,－N＝N,－Cl,－Br,－I 与体系作用小的取代基影响不明显： －SO3R,－NH3 ＋ ,－SH,－F,－R。 COOH NO2 I 无荧光 NH2 OH 比 荧光强50倍