文档介绍：《仪器分析》课程
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仪器分析(含实验)
第十二章
Chapter Twelve
分子荧光:Fluorescence
分子磷光:Phosphorescence
分子发光-----荧光、磷光
§ 分子发光的基本原理
,1575年他提到在含有一种称为“Lignum Nephriticum”的木头切片的水溶液中,呈现了极为可爱的天蓝色。
直到1852年,Stokes在考察奎宁和叶绿素的荧光时,用分光光度计观察到其荧光的波长比入射光的波长稍微长些,才判断这种现象是这些物质在吸收光能后重新发射不同波长的光,而不是由光的漫射作用所引起的,从而导入了荧光是光发射的概念,他还由发荧光的矿石“萤石”推演而提出“荧光”这一术语。
1867年,Goppelsroder进行了历史上首次的荧光分析工作,应用铝—桑色素配合物的荧光进行铝的测定。
19世纪以前,荧光的观察是靠肉眼进行的,直到1928年,才由Jette和West提出了第一台荧光计。
一. 分子荧光与磷光的产生
1. 单重态与三重态
2. 分子的活化与去活化
按激发的模式分类:
按分子激发态的类型分类:
光致发光
化学发光/生物发光
热致发光
场致发光
摩擦发光
分子发光
分子发光
荧光
磷光
瞬时荧光
迟滞荧光
按光子能量分类:
斯托克斯荧光(Stokes): λex < λem
反斯托克斯荧光(Antistokes):λex > λem
共振荧光(Resonance): λex = λem
荧光
分子的活化与去活化
S0
S1
T1
S2
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
2. 无辐射跃迁的类型
振动弛豫: Vr 10-12sec
外转移:无辐射跃迁回到基态
内转移:S2~S1能级之间有重叠
系间窜跃: S2~T1能级之间有重叠
反系间窜跃:由外部获取能量后 T1 ~ S2
1. 辐射跃迁的类型
共振荧光:10-12 sec
荧光:10-8 sec
磷光:1~10-4 sec
迟滞荧光:102~10-4 sec
二. 分子荧光(磷光)光谱
1. 荧光(磷光)激发光谱与发射光谱
荧光(磷光)均为光致发光,在光辐射的作用下,荧光物质发射出不同波长的荧光。
A. 激发光谱
固定em=620nm(MAX)
ex =290nm (MAX)
固定发射波长
扫描激发波长
荧光激发光谱与紫外-可见吸收光谱类似
ex =290nm (MAX)
固定em=620nm(MAX)
固定ex=290nm (MAX)
em= 620nm(MAX)
B. 发射光谱(荧光光谱)
固定激发波长扫描发射波长
C. 激发光谱与发射光谱的镜像关系
S0
4
3
2
1
S1
4
3
2
1
发射光谱的形状与激发波长无关:
分子的激发光谱可能含有几个激发带,但发射光谱只含一个发射带;即使分子被激发到高于S1的电子态,由于经过极快的内转换和振动弛豫降到S1电子态的最低振动、转动能级,然后以辐射形式释放能量回到基态。
1→ 4
1→ 3
1→ 2
1→1
1 → 4
1 → 4
1 → 2
1 → 1
与发射光谱相同条件下的磷光光谱
激发光谱
发射光谱
2. 三维荧光光谱
I F ∝f (λex 、λem)
蒽的激发光谱
固定发射波长、扫描激发波长
I F ∝f (λex 、λem)
蒽的发射光谱
固定激发波长、扫描发射波长
蒽的三维等高线光谱图