文档介绍：第二章美光光诸技术
16世纪，西班牙科学家Nicholas Monardes观察到，贮放在由菲律宾紫檀木制成 的杯中的水会发出一种神奇而迷人的蓝光。到17世纪，Boyle等其他科学家也观察并 记载了类似的发光现象。1864年，英国物理学家与上述每一个过 程的速率常数有关。用数学公式表示如下：
k/
(p =
kf + E kt
式中依为荧光发射过程的速率常数，£居为其他有关过程的速率常数的总和。从上式 可知，凡是能使独值升高而使其他4值降低的因素，都能使荧光增强。一般而言，如 值主要取决于化学结构，而£屈则主要取决于化学环境，同时也于化学结构有关。
跃迁类型：
实验表明，大多数荧光物质都是由— Z或者跃迁激发，然后经过振动 驰豫或其他无辐射跃迁，再发生兀* ―兀或;跃迁而产生荧光，其中兀* ―兀跃迁 的量子效率较高。这是由于71 — 71*跃迁的摩尔吸光系数比n — 兀*跃迁的大100〜 1000倍，兀—兀*跃迁的寿命(KF’〜10-9、)比以―兀*跃迁的寿命(IO*〜lO^s) 短，因此如值较大；此外，兀—兀跃迁过程中，通过系间跨越跃迁至三重态的速率 常数也较小，也有利于荧光的发射。
共轴效应：
含有几T 〃*跃迁能级的芳香族化合物的荧光最强。这种体系中的〃电子共轴程 度越大，则〃电子非定域性越大，越易被激发，荧光也就越易发生，而且荧光光谱将 向长波移动。任何有利于提高〃电子共轴度的结构改变，都将提高荧光效率，并使荧 光波长向长波方向移动。
刚性平面结构：
多数具有刚性平面结构的有机分子具有强烈的荧光，因为这种结构可以减少分子 的振动，使分子与溶剂或其他溶质分子的相互作用减小，即减小了碰撞去活化的可能 性。例如菊和联苯在同样条件下，,菊中的亚甲基使分 子的刚性增强，导致两者在荧光性质上的显著差异。
取代基效应：
芳香族化合物苯环上的不同取代基对该化合物的荧光强度和荧光光谱有显著影 响。一般而言，给电子基团，如一OH、一OR、一NH2、一CN、一NR2等，由于产生 了p_兀共辗作用，增强了几电子共辗程度，使最低激发单重态与基态之间的跃迁几 率增大，使荧光增强。而吸电子基团如一COOH、一C = 0、一NO2、一NO、卤离子 等，会减弱甚至使荧光猝灭。
此外，溶液中的溶解氧，由于顺磁性的氧分子与处于激发单重态的荧光物质分子 作用，促进形成顺磁性的三重态荧光分子，加速了系间跨越，从而导致产生了荧光猝 灭现象（赵藻藩等,1990 ）o而一些顺磁性金属离子（如Cu、Hg、Zn等）也能够使荧 光猝灭，可能与氧的猝灭作用类似。这一现象是利用荧光猝灭滴定技术研究有机质与 金属离子相互作用的基础。
§
在谈论荧光强度的影响因素之前，首先讨论一下荧光强度与溶液浓度的关系。
荧光强度0正比于吸收的光量匕与荧光量子产率e
今=代
又根据Beer定律
/0和it分别为入射和透射光强度。将此式代入上式得到
。=代（1-105）=代（1-疽垃）
式中£为摩尔吸光系数，/是样品池光程，C为样品浓度。而式中
e—=1 _2 3dc_（23出尸 _（-
2! 3!
当elc < ，可省略第二项之后各项，简化得到
e~23£lc = 1-
则有
Ij = (pI0Elc
当入射光强度1。与光程/一定，得到
If=Kc
即荧光强度与荧光物质的浓度成正比。但是，这种线性关系只有在极稀的溶液中，当 Elc < 。对于较浓的溶液，由于荧光猝灭现象和自吸收等原因，使荧光 强度与浓度之间不呈线性关系。
上述这种关系是应用荧光光谱研究不同来源溶解有机质的DOC含量与荧光光谱 强度之间关系的理论基础。下面就影响荧光强度的一些因素作一小结。
§
溶剂的影响可分为一般溶剂效应和特殊溶剂效应，前者指的是溶剂的折射率和介 电常数的影响；后者指的是荧光体和溶剂分子间的特殊化学作用，如氢键的生成和化 合作用。一般溶剂效应是普遍的，而特殊溶剂效应则取决于溶剂和荧光体之间的化学 结构。特殊溶剂效应所引起荧光光谱的移动值，往往大于一般溶剂效应所引起的影响。 由于溶质分子与溶剂分子之间的作用，使同一种荧光物质在不同溶剂中的荧光光谱可 能会有显著差异。
如果溶剂和荧光物质形成了化合物，或者溶剂使荧光物质的电离状态发生改变， 则荧光峰位置和强度都会发生较大改变。
§
温度对荧光强度的影响比较敏感，因此荧光分析时一定要控制好温度。温度上升 使荧光强度下降，其中一个主要原因是分子的内部能量转化作用。当激发分子接受额 外热能时，有可能使激发能转化为基态的振动