《仪器分析》第十四章_分子发光光谱法
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由于物理主义的进步,人们发现分子发光光谱的重要性,它的应用也
越来越普遍。
分子发光光谱是一种用来测量分子光学性质的技术。
它
通过测量发光分子的光谱图,可以获得更多完整且准确的信息,而这
些信息有助于揭示分子结构与性质的关系。
分子发光光谱是一种活性技术,它利用光谱来了解化学反应物的结构。
这项技术利用发出的光的频率和强度来分析分子,由于分子的结构它
们发出的光每个都有不同的频率和强度。
另外,分子发光光谱还能够
反映分子间的相互作用,从而在实验室中观察分子间的相互作用。
分子发光光谱法在科学研究中也得到广泛应用,它被用来研究分子的
结构、反应机理、生物活性及其过程,广泛应用于有机合成、药物研
究及生物化学等领域。
它已经成为结构和生物活性异质性测定的重要
手段,其应用范围也得到了显著的扩展。
例如,分子发光光谱被用来
研究有机和无机分子的生物活性和结构特征,以及有机分子間的相互
作用。
它还可以用来分析酶的结构和功能,从而帮助人们了解酶的作
用机制,还可以检测药物的生物学活性和结构。
未来,分子发光光谱将继续在科学研究中得到广泛应用,将在许多实
际领域,如医学、农业等方面发挥重要作用。
它将为人们提供更多关
于分子结构和性质的信息,从而有助于更深入地探索分子的特性和机制。
分子发光分析法基态分子吸收了一定能量后,跃迁至激发态,当激发态分子以辐射跃迁形式将其能量释放返回基态时,便产生分子发光(Molecular Luminescence)。
依据激发的模式不同,分子发光分为光致发光、热致发光、场致发光和化学发光等。
光致发光按激发态的类型又可分为荧光和磷光两种。
本章讨论分子荧光(Molecular Fluorescence)、分子磷光(Molecular Phosphorescence)和化学发光(Chemiluminescence)分析法。
第一节荧光分析法一、概述分子荧光分析法是根据物质的分子荧光光谱进行定性,以荧光强度进行定量的一种分析方法。
早在16世纪,人们观察到当紫外和可见光照射到某些物质时。
这些物质就会发出各种颜色和不同强度的光,而当照射停止时,物质的发光也随之很快消失。
到1852年才由斯托克斯(Stokes)给予了解释,即它是物质在吸收了光能后发射出的分子荧光。
斯托克斯在对荧光强度与浓度之间的关系进行研究的基础上,于1864年提出可将荧光作为一种分析手段。
1867年Goppelsroder应用铝—桑色素络合物的荧光对铝进行了测定。
进入20世纪,随着荧光分析仪器的问世,荧光分析的方法和技术得到了极大发展,如今已成为一种重要且有效的光谱分析手段。
荧光分析法的最大优点是灵敏度高,它的检出限通常比分光光度法低2~4个数量级,选择性也较分光光度法好。
虽然能产生强荧光的化合物相对较少,荧光分析法的应用不如分光光度法广泛,但由于它的高灵敏度以及许多重要的生物物质都具有荧光性质。
使得该方法在药物、临床、环境、食品的微量、痕量分析以及生命科学研究各个领域具有重要意义。
二、基本原理(一)分子荧光的产生大多数分子含有偶数电子。
根据保里不相容原理,基态分子的每一个轨道中两个电子的自旋方向总是相反的,因而大多数基态分子处于单重态(2S+1=1),基态单重态以S0表示。
当物质受光照射时,基态分子吸收光能就会产生电子能级跃迁而处于第一、第二电子激发单重态,以S1、S2表示。
《仪器分析》教案5-分子发光分析法第一篇:《仪器分析》教案5- 分子发光分析法第8章分子发光分析法8.1教学建议一、从光谱定性分析和定量分析的依据和方法入手,在了解分子发光分析特点的基础上,介绍分子荧光与磷光光谱分析法的基本原理、仪器结构组成、常规测定方法及应用。
二、在比较分子荧光与磷光光谱分析法的基础上,介绍化学发光分析方法的基本原理及分析特点与应用。
8.2主要概念一、教学要求:(一)、掌握分子荧光与磷光光谱分析方法的基本原理;(二)、掌握荧光与磷光分析仪器的结构组成、常规测定方法及应用;(三)、掌握化学发光法的基本原理及应用;二、内容要点精讲第一节荧光分析法一、概述分子荧光分析法是根据物质的分子荧光光谱进行定性,以荧光强度进行定量的一种分析方法。
荧光分析的特点:灵敏度高:视不同物质,检测下限在0.1~0.001mg/mL之间。
可见比UV-Vis的灵敏度高得多。
选择性好:可同时用激发光谱和荧光发射光谱定性。
结构信息量多:包括物质激发光谱、发射光谱、光强、荧光量子效率、荧光寿命等。
应用不广泛:主要是因为能发荧光的物质不具普遍性、增强荧光的方法有限、外界环境对荧光量子效率影响大、干扰测量的因素较多。
二、基本原理1、分子荧光的产生处于分子基态单重态中的电子对,其自旋方向相反,当其中一个电子被激发时,通常跃迁至第一激发态单重态轨道上,也可能跃迁至能级更高的单重态上。
这种跃迁是符合光谱选律的,如果跃迁至第一激发三重态轨道上,则属于禁阻跃迁。
单重态与三重态的区别在于电子自旋方向不同,激发三重态具有较低能级。
在单重激发态中,两个电子平行自旋,单重态分子具有抗磁性,其激发态的平均寿命大约为10-8s;而三重态分子具有顺磁性,其激发态的平均寿命为10-4~1s以上(通常用S和T分别表示单重态和三重态)。
处于激发态的电子,通常以辐射跃迁方式或无辐射跃迁方式再回到基态。
辐射跃迁主要涉及到荧光、延迟荧光或磷光的发射;无辐射跃迁则是指以热的形式辐射其多余的能量,包括振动弛豫(VR)、内部转移(IR)、系间窜跃(IX)及外部转移(EC)等,各种跃迁方式发生的可能性及程度,与荧光物质本身的结构及激发时的物理和化学环境等因素有关。