荧光的猝灭
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荧光的猝灭解析
1 * 0
5
在猝灭剂存在的情况下： 1M*表示为：[1M*]，同理可得：
I a (k f ki )[ M ] k q [Q ][ M *] 0
1 * 1
Ia [ M ] k f ki k q [Q ]
1 *
式中kq为双分子猝灭过程的速率常数。
6
在猝灭剂不存在和存在的情况下，荧光量子产率 分别为：
15
在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂 分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为 实际的激态电荷转移配合物：
1
M Q M ...Q (M Q ) M Q hv
* 1 *
*
M ＋ Q ＋ KT
在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态 转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处
0 1 K SV [Q ]
式中：t为猝灭剂存在时测得的荧光寿命。 由上所述，若以F0/F对[Q]作图得一直线，斜率为Ksv。
直观的看，1/ Ksv的数值等于50％的荧光强度被猝灭时猝灭 剂的浓度。假如测定了猝灭剂不存在时的荧光寿命t0，便可 根据kq t0=Ksv的关系求得双分子猝灭过程的速率常数kq。
（3）此外，由于碰撞猝灭只影响到荧光分子的激发态，因 而并不改变荧光分子的吸收光谱。相反，基态配合物的生成 往往引起荧光分子吸收光谱的改变。
Cu2+
结合常数: 7.9×106
Chem. Commun., 2005, 3189–3191.
14
4。 § 4.3 电荷转移猝灭
某些猝灭剂与荧光物质分子相互作用时，发生了电荷转 移反应，即氧化还原反应，即引起荧光的熄灭。由于激发态 分子往往比基态分子具有更强的氧化还原能力，也就是说， 激发态分子是比基态分子更强的电子给体和电子受体，因此 激发态分子更容易发生与其他物质的分子发生电荷转移作用 。 某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。
5
在猝灭剂存在的情况下： 1M*表示为：[1M*]，同理可得：
I a (k f ki )[ M ] k q [Q ][ M *] 0
1 * 1
Ia [ M ] k f ki k q [Q ]
1 *
式中kq为双分子猝灭过程的速率常数。
6
在猝灭剂不存在和存在的情况下，荧光量子产率 分别为：
15
在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂 分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为 实际的激态电荷转移配合物：
1
M Q M ...Q (M Q ) M Q hv
* 1 *
*
M ＋ Q ＋ KT
在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态 转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处
0 1 K SV [Q ]
式中：t为猝灭剂存在时测得的荧光寿命。 由上所述，若以F0/F对[Q]作图得一直线，斜率为Ksv。
直观的看，1/ Ksv的数值等于50％的荧光强度被猝灭时猝灭 剂的浓度。假如测定了猝灭剂不存在时的荧光寿命t0，便可 根据kq t0=Ksv的关系求得双分子猝灭过程的速率常数kq。
（3）此外，由于碰撞猝灭只影响到荧光分子的激发态，因 而并不改变荧光分子的吸收光谱。相反，基态配合物的生成 往往引起荧光分子吸收光谱的改变。
Cu2+
结合常数: 7.9×106
Chem. Commun., 2005, 3189–3191.
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4。 § 4.3 电荷转移猝灭
某些猝灭剂与荧光物质分子相互作用时，发生了电荷转 移反应，即氧化还原反应，即引起荧光的熄灭。由于激发态 分子往往比基态分子具有更强的氧化还原能力，也就是说， 激发态分子是比基态分子更强的电子给体和电子受体，因此 激发态分子更容易发生与其他物质的分子发生电荷转移作用 。 某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。
色氨酸残基荧光猝灭法
色氨酸残基荧光猝灭法以色氨酸残基荧光猝灭法是一种常用的生物分析技术，它利用色氨酸残基的荧光特性来研究蛋白质的结构和功能。
本文将从荧光猝灭的原理、应用和优缺点等方面进行介绍。
荧光猝灭是指某些物质能够抑制荧光分子的荧光发射，从而降低荧光强度的现象。
在以色氨酸残基荧光猝灭法中，荧光猝灭剂与色氨酸残基相互作用，使得色氨酸残基的荧光发射受到抑制。
这种现象可以用斯特恩-沃尔默方程来描述，即F0/F = 1 + Ksv[Q]，其中F0和F分别表示荧光猝灭前后的荧光强度，Ksv为荧光猝灭常数，[Q]为荧光猝灭剂的浓度。
以色氨酸残基荧光猝灭法在生物分析中有广泛的应用。
首先，它可以用来研究蛋白质的结构和构象变化。
由于色氨酸残基在蛋白质中的位置和环境不同，其荧光特性也会有所不同。
因此，通过测量荧光猝灭的程度，可以推断出色氨酸残基的位置和构象变化。
其次，它还可以用来研究蛋白质的相互作用。
当两个蛋白质相互作用时，它们之间的距离和环境也会发生变化，从而影响色氨酸残基的荧光发射。
因此，通过测量荧光猝灭的程度，可以推断出蛋白质之间的相互作用。
然而，以色氨酸残基荧光猝灭法也存在一些缺点。
首先，荧光猝灭剂的选择和浓度需要仔细控制，否则会影响实验结果。
其次，荧光猝灭法只能研究色氨酸残基的荧光特性，而不能研究其他氨基酸残基的特性。
最后，荧光猝灭法需要使用荧光光谱仪等专业设备，成本较高。
以色氨酸残基荧光猝灭法是一种常用的生物分析技术，它可以用来研究蛋白质的结构和功能。
但是，它也存在一些缺点，需要仔细控制实验条件和设备选择。
未来，随着技术的不断发展，相信以色氨酸残基荧光猝灭法会有更广泛的应用和更高的精度。
stern volmer荧光猝灭常数的计算
在化学和生物学领域中，荧光猝灭是一个重要的现象，而stern volmer荧光猝灭常数则是衡量这一现象的重要参数。
在本文中，我将深入探讨stern volmer荧光猝灭常数的计算方法，以及其在研究和实际应用中的意义。
1. stern volmer荧光猝灭常数的概念stern volmer荧光猝灭常数通常用来描述一种化合物（通常是一种荧光物质）在受到外界因素（比如氧气、金属离子等）影响下，荧光强度的变化情况。
其数值大小可以反映出化合物受到外界因素影响的程度，是衡量荧光猝灭程度的一个重要参数。
2. stern volmer荧光猝灭常数的计算stern volmer荧光猝灭常数通常通过实验测定得到。
在实验中，可以通过测量不同浓度下化合物的荧光强度，然后利用stern volmer方程进行拟合和计算得到荧光猝灭常数。
另外，也可以通过光谱法和荧光寿命法等来计算得到。
3. stern volmer荧光猝灭常数的意义stern volmer荧光猝灭常数的大小可以反映出化合物受到外界因素的影响程度，对于研究化合物的荧光性质和应用具有重要的意义。
在生物荧光成像、环境监测和医学诊断等领域，stern volmer荧光猝灭常数的计算和应用也具有重要的意义。
4. 个人观点和理解在我的看来，stern volmer荧光猝灭常数的计算和应用对于深入理解化合物的荧光性质和受外界因素的影响具有重要意义。
通过实验测定和计算，可以更好地了解化合物的荧光猝灭情况，为其在生物和环境领域的应用提供重要参考。
总结回顾本文对stern volmer荧光猝灭常数进行了全面探讨，介绍了其概念、计算方法和意义，并共享了个人观点和理解。
通过本文的阅读和理解，相信读者对stern volmer荧光猝灭常数有了更全面、深入和灵活的认识。
在化学和生物学领域中，对stern volmer荧光猝灭常数的深入理解和应用，将有助于推动相关领域的发展，为科学研究和应用提供重要支持。
溶解氧荧光猝灭
溶解氧荧光猝灭
摘要：
一、溶解氧荧光猝灭的定义
二、溶解氧荧光猝灭的原因
1.荧光团与溶解氧结合
2.氧分子对荧光团的激发态产生猝灭作用
三、溶解氧荧光猝灭的影响因素
1.荧光团的结构
2.溶剂的性质
3.温度和压力
四、溶解氧荧光猝灭的应用
1.在环境监测中的应用
2.在生物医学领域的应用
五、溶解氧荧光猝灭的展望
正文：
溶解氧荧光猝灭是指在某些特定条件下，溶解在水中的氧气与某些荧光团结合，导致荧光团的发光强度降低的现象。
这一现象在环境监测、生物医学等领域有着广泛的应用。
溶解氧荧光猝灭的主要原因是氧气分子对荧光团的激发态产生猝灭作用。
当荧光团处于激发态时，其能量较高，容易与周围的氧气分子发生相互作用，使荧光团的能量降低，从而导致发光强度降低。
影响溶解氧荧光猝灭的因素有很多，如荧光团的结构、溶剂的性质、温度和压力等。
例如，具有较大共轭结构的荧光团更容易发生溶解氧荧光猝灭；极性溶剂中的溶解氧荧光猝灭现象往往比非极性溶剂更为明显；随着温度的升高，溶解氧的溶解度增加，从而使溶解氧荧光猝灭现象加剧。
尽管溶解氧荧光猝灭带来了一定的负面影响，但在环境监测和生物医学领域，它仍然具有很高的应用价值。
例如，在环境监测中，可以通过测定水中溶解氧荧光猝灭的程度来评估水体的污染程度；在生物医学领域，溶解氧荧光猝灭可以用于检测细胞内氧气的浓度，从而为疾病诊断提供依据。
总之，溶解氧荧光猝灭是一个复杂的现象，影响因素众多。
随着研究的深入，溶解氧荧光猝灭的机制将更加清晰，这将为相关领域的应用提供更为坚实的理论基础。
荧光猝灭原理
荧光猝灭原理
荧光猝灭是指荧光物质在特定条件下失去发射荧光的现象。
荧光猝灭原理是由于外部物质的作用导致荧光分子的能量损失或转化，使荧光不能继续发射。
荧光分子在激发态时，处于高能量状态，能够发出辐射光。
然而，环境中存在一些物质，如氧气、金属离子或有机溶剂等，它们与荧光分子发生相互作用，导致荧光分子的激发态能量发生转移或散失。
一种常见的猝灭机制是能量转移猝灭。
当与荧光分子接触的物质具有较高的能级，且能与荧光分子之间发生能量转移时，荧光分子的激发态能量会被传递给这些物质，使其激发或发生非辐射衰减。
这使荧光分子失去发射荧光的能力。
另一种常见的猝灭机制是自由基猝灭。
自由基是一种具有未成对电子的化学物质，它们具有很强的氧化性和活性。
当自由基与荧光分子相互作用时，荧光分子的激发态电子可能被自由基捕获，从而导致荧光猝灭。
除了以上两种机制外，还有其他一些因素可以导致荧光猝灭，如温度、溶剂极性和荧光分子本身的结构等。
总的来说，荧光分子的激发态能量受到外部物质的干扰和损失，导致无法发射荧光。
荧光猝灭的原理对于荧光分析和荧光检测等领域具有重要意义。
通过了解荧光猝灭的机制和影响因素，可以增强对荧光分子的控制和应用，提高荧光技术的灵敏度和准确性。
荧光猝灭原理
荧光猝灭原理荧光猝灭是指荧光物质在激发态转变为基态的过程中，由于某种原因而失去能量的现象。
荧光猝灭原理是荧光光谱学中一个重要的研究课题，对于理解荧光物质的性质和应用具有重要意义。
首先，我们来看一下荧光猝灭的机制。
荧光物质在受到激发光照射后，电子跃迁至激发态，形成激发态分子。
在激发态分子存在的过程中，如果与其他分子发生碰撞，就可能导致激发态分子失去能量，从而回到基态。
这种失去能量的过程就是荧光猝灭。
荧光猝灭可以通过多种途径实现，比如通过分子间的碰撞传递能量、通过化学反应消耗能量等。
其次，荧光猝灭的影响因素。
荧光猝灭的效果受到许多因素的影响，其中包括温度、溶剂、杂质等。
温度的升高会加快分子的振动和旋转，增加分子间碰撞的频率，从而增加了荧光猝灭的可能性。
溶剂的极性也会对荧光猝灭产生影响，极性溶剂中的荧光物质更容易发生荧光猝灭。
此外，杂质的存在也会加速荧光猝灭的过程，因为杂质分子与荧光物质分子的碰撞会导致能量的传递。
最后，荧光猝灭的应用。
荧光猝灭原理在生物医学领域有着广泛的应用，比如生物成像、荧光探针等。
通过研究荧光猝灭原理，可以设计出更加灵敏的荧光探针，用于生物标记和生物成像。
此外，荧光猝灭还在材料科学、环境监测等领域有着重要的应用价值。
总之，荧光猝灭原理是荧光光谱学中一个重要的研究课题，对于理解荧光物质的性质和应用具有重要意义。
通过深入研究荧光猝灭的机制、影响因素和应用，可以更好地利用荧光猝灭原理，推动荧光光谱学和相关领域的发展。
研究方法荧光光谱法荧光猝灭过程可...
::.,.浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。
除文中已经加以标注引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人承担本声明的法律责任。
作者签名:王婧日期珈侈年月矽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于、保密口,在年解密后适用本授权书。
、不保密口。
请在以上相应方框内打“√”作者签名:工靖日期:≯了年月为日日期:必,;年‘月, 日导师签名:毛麦屯岳浙江工业大学硕士论文多酚类化合物与牛血清蛋白相互作用的研究摘要本论文采用光谱技术包括荧光光谱法、同步荧光法、圆二色谱法和紫外.可见光谱法和分子模拟技术相结合的方法,研究了多酚类化合物与牛血清白蛋白的相互作用。
实验结果表明,矢车菊素..葡萄糖苷..及异甘草素对的猝灭类型均为静态猝灭。
.及与的结合位点数约为,形成: 结合物。
时,与..和的结合常数分别为.×和.×。
由与.和结合过程中热力学参数测定结果表明,与、的结合过程是一个自发过程。
而且,焓变△和熵变均为负值,表明了与.及结合过程中的主要作用力是氢键和范德华力。
从圆二色谱及同步荧光结果可知,..与结合后,对的二级结构影响较小。
而与结合后,二级结构及色氨酸和酪氨酸附近的微环境可能发生了改变。
分子模拟结果表明,一结合在的’位上,且.与上的,,,残基形成了氢键。
而结合在的位上,与上的,,,残基形成了氢键。
动态猝灭
19
4.时效应
值得注意的是，在介质黏度较低时，在时间极短时，瞬时
项 具有重要意义（ <100ps 在黏度接近于水时 . ）而且可以忽略
不计，而在粘性介质里，这一项是不能忽略的（此时荧光衰变
不再是单指数衰变过程）。 瞬时项？
21
4.瞬时效应
在持续光照下，通过采用具有恒定强度的光来提供无限短 的光脉冲，可以很容易地计算出稳态下的荧光强度。它可以简 单的通过集成 δ 脉冲的响应来获得。有和没有猝灭剂存在时的
12
3.Stern–Volmer 动力学
有如下两种情况： 1.如果双分子作用的过程不受扩散限制，Kq=PK1，P表示双 分子通过碰撞发生猝灭的概率，k1是反应速率常数。
2. 如果双分子作用的过程不受扩散限制：此时kq和是反应速
率常数k1是完全相同的，可以用下面的简化形式（第一次由
Smoluchowski提出）
14
3.Stern–Volmer 动力学
其中：k是玻尔兹曼常数，η是介质的黏度，T表示热力学温度，f是
一个等于6或4的边界条件系数.
在室温下分子的扩散系数在大多数溶剂中在 10-5 cm2 s-1左右。在 溶液中，K1大约在109-1010 Lmol-1S-1左右，如果 RM和RQ相等， 扩
散速率常数是约等于8RT/3η.
13
3.Stern–Volmer 动力学
其中；Rc表示两分子之间的距离（单位为cm），D表示两 分子间相互作用的扩散系数（单位：cm2 s-1），N等于阿伏 伽德罗常数Na/1000，Rc等于荧光分子半径RM与猝灭剂RQ 半径之和。两分子间相互作用的扩散系数D是激发态分子 和猝灭剂分子两个分子间平移扩散系数DM,DQ之和，可以 通过斯托克斯-爱因斯坦公式求出：
第四章荧光的猝灭
16
在极性溶剂中，1M*的荧光被猝灭剂猝灭时，通常并 不伴随由基态电荷转移配合物所产生的荧光，代之而发生 的是遭遇配合物形成离子对，再经溶剂化作用转变为游离 的溶剂化离子。
1M
*
Q1M
*
••Q
M
S
QS
17
具有重原子的猝灭剂分子，它们与荧光物质的激发态 分子所形成的电荷转移配合物，有利于电子自旋的改变， 以致发生电荷转移配合物的离解并伴随着经由三重态的能 量降低：
*对有效的猝灭剂，KSV≈102 － 103 L/mol.
9
§4.2 静态猝灭
某些荧光物质溶液在加入一些猝灭剂之后，溶液的 荧光强度显著降低，溶液的吸收光谱有了明显的变化; 其 荧光强度随着温度的升高而增强。 这种现象可能是由于 荧光分子和猝灭剂之间形成不发光的基态配合物的结果。 这种现象称为静态猝灭。
某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。
15
在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂 分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为 实际的激态电荷转移配合物：
1M * Q1M *...Q (M Q )* M Q hv
M ＋ Q ＋ KT 在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态 转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处 于更长的波长范围，且无精细结构。
2
§4.1 动态猝灭
在动态猝灭过程中，荧光物质的激发态分子通过与 猝灭剂分子的碰撞作用，以能量转移的机制或电荷转移 的机制丧失其激发能而返回基态。
3
溶液中荧光物质分子M和猝灭剂Q相碰撞 而引起荧光熄灭。
比较速率
(1)M＋hυ→M* (吸光)
1
(2)M* k1 M＋hυ (发生荧光)
在极性溶剂中，1M*的荧光被猝灭剂猝灭时，通常并 不伴随由基态电荷转移配合物所产生的荧光，代之而发生 的是遭遇配合物形成离子对，再经溶剂化作用转变为游离 的溶剂化离子。
1M
*
Q1M
*
••Q
M
S
QS
17
具有重原子的猝灭剂分子，它们与荧光物质的激发态 分子所形成的电荷转移配合物，有利于电子自旋的改变， 以致发生电荷转移配合物的离解并伴随着经由三重态的能 量降低：
*对有效的猝灭剂，KSV≈102 － 103 L/mol.
9
§4.2 静态猝灭
某些荧光物质溶液在加入一些猝灭剂之后，溶液的 荧光强度显著降低，溶液的吸收光谱有了明显的变化; 其 荧光强度随着温度的升高而增强。 这种现象可能是由于 荧光分子和猝灭剂之间形成不发光的基态配合物的结果。 这种现象称为静态猝灭。
某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。
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在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂 分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为 实际的激态电荷转移配合物：
1M * Q1M *...Q (M Q )* M Q hv
M ＋ Q ＋ KT 在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态 转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处 于更长的波长范围，且无精细结构。
2
§4.1 动态猝灭
在动态猝灭过程中，荧光物质的激发态分子通过与 猝灭剂分子的碰撞作用，以能量转移的机制或电荷转移 的机制丧失其激发能而返回基态。
3
溶液中荧光物质分子M和猝灭剂Q相碰撞 而引起荧光熄灭。
比较速率
(1)M＋hυ→M* (吸光)
1
(2)M* k1 M＋hυ (发生荧光)
几种荧光猝灭的方式
几种荧光猝灭的方式荧光猝灭是指在某些特定条件下，荧光物质的荧光强度会减弱或消失的现象。
荧光猝灭可以通过多种方式实现，下面将介绍几种常见的荧光猝灭方式。
一、静态猝灭静态猝灭是指在分子间存在非辐射能量转移的情况下，荧光物质的荧光强度会减弱或消失。
这种猝灭方式常见的机制有电子传递、能量传递和荧光共振能量转移等。
其中，电子传递是指由于电子给体和受体之间的能级差异，导致受体吸收电子给体的激发能量，使得电子给体的荧光被猝灭。
能量传递是指能量从荧光物质传递到其他分子或物质上，使荧光被猝灭。
荧光共振能量转移是指荧光物质与另一种分子之间存在共振能量转移的情况下，荧光被猝灭。
二、动态猝灭动态猝灭是指在溶液中，荧光物质的荧光强度会随着时间的推移逐渐减弱或消失。
这种猝灭方式常见的机制有自由基猝灭、氧气猝灭和分子碰撞猝灭等。
自由基猝灭是指由于自由基与荧光物质之间的反应，使荧光被猝灭。
氧气猝灭是指荧光物质与氧气之间的化学反应导致荧光被猝灭。
分子碰撞猝灭是指荧光物质与其他分子之间的碰撞，导致荧光被猝灭。
三、金属离子猝灭金属离子猝灭是指金属离子与荧光物质之间的相互作用，导致荧光被猝灭。
常见的金属离子猝灭方式有静态猝灭和动态猝灭。
静态猝灭是指金属离子与荧光物质之间形成络合物，使荧光被猝灭。
动态猝灭是指金属离子与荧光物质之间发生电子传递或能量传递的过程，导致荧光被猝灭。
四、溶剂效应猝灭溶剂效应猝灭是指溶剂对荧光物质荧光强度的影响。
常见的溶剂效应猝灭方式有静态猝灭和动态猝灭。
静态猝灭是指溶剂分子与荧光物质之间发生相互作用，导致荧光被猝灭。
动态猝灭是指溶剂分子与荧光物质分子之间发生碰撞，导致荧光被猝灭。
以上所述是几种常见的荧光猝灭方式，每种方式都有不同的机制和特点。
了解这些猝灭方式对于研究荧光物质的性质和应用具有重要意义。
在实际应用中，可以通过调节实验条件，选择合适的猝灭方式，来实现对荧光的控制和调节，从而实现更多的应用。
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Org. Lett.，2008， 10， 5577-5580.
Fig.1. Absorption and fluorescence spectral changes of probe 1 upon addition of increasing concentration Cys.
21
例1.
In low-polarity solvents FPP emits at short wavelengths from the LE state (toptwo panels). As the solvent polarity increases a new longer wavelength emission appears. This longer-wavelength emission (lower panel) is due to an internal charge-transfer (ICT) state, which forms rapidly following excitation. In this case the two ends of the fluorophore are held rigidly by the methylene bridge, so that formation of the ICT state does not depend on the twisting.
19
发生电子转移反应的猝灭剂并不限于金属离子，I-，Br-，
CNS-，S2O32-等易于给出电子的阴离子对奎宁，罗丹明及荧
光素钠等有机荧光物质也会发生猝灭作用。 I- >CNS- > Br- > Cl- > C2O42- >SO42- > NO3- > F这一顺序与电力势的增大相关联，表明这些离子对染 料荧光的猝灭效率与它们给出电子的难易程度有关。
溶液荧光的猝灭
1
荧光猝灭，广义地说包括了任何可使荧光强度降低的作用。 狭义的仅仅指那些由于荧光物质分子与溶剂或溶质分子之间所发 生的导致荧光强度下降的物理或化学作用过程。相互作用所引起 的荧光降低的现象，这些会引起荧光的猝灭的物质称为荧光猝灭 剂。 猝灭过程实际上是与发光过程相互竞争从而缩短发光分子激 发态寿命的过程。 动态猝灭：猝灭剂与荧光物质的激发态分子之间的相互作用 静态猝灭：猝灭剂与荧光物质的基态分子之间的相互作用
1 2
4
根据恒定态的假设，在连续的照射下，激发态荧光体 1M*会达到一个恒定值，即其生成速率与衰变速率相等， 1M*浓度保持不变，即：
d [ M *] 0 dt
在没有猝灭剂的情况下： 1M*表示为：[1M*]0，根据以上反 应式可得：
1
I a (k f ki )[1M * ]0 0 Ia [M ] k f ki
上式中 [M]0为荧光分子的总浓度；F0与F分别为猝灭 剂加入之前和加入之后所测得的荧光强度。
12
区分动态猝灭与静态猝灭： （1）最确切的方法是测量荧光体寿命；
对静态猝灭，猝灭剂的存在并没有改变荧光分子激发态的 寿命，因此t0/t=1; 对动态猝灭，猝灭剂的使荧光分子寿命缩短， t0/t=F0/F （2）动态猝灭由于与扩散有关，而温度升高时溶液的粘度下 降，同时双分子的运动加速，其结果使扩散系数增大，从而 增大双分子猝灭常数。 反之，温度升高可能引起配合物的稳定度下降，从而减 小静态猝灭的常数。
（3）此外，由于碰撞猝灭只影响到荧光分子的激发态，因 而并不改变荧光分子的吸收光谱。相反，基态配合物的生成 往往引起荧光分子吸收光谱的改变。
Cu2+
结合常数: 7.9×106
Chem. Commun., 2005, 3189–3191.
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4。 § 4.3 电荷转移猝灭
某些猝灭剂与荧光物质分子相互作用时，发生了电荷转 移反应，即氧化还原反应，即引起荧光的熄灭。由于激发态 分子往往比基态分子具有更强的氧化还原能力，也就是说， 激发态分子是比基态分子更强的电子给体和电子受体，因此 激发态分子更容易发生与其他物质的分子发生电荷转移作用 。 某些强的电子受体的物质，往往是有效的荧光猝灭剂。
0 1 K SV [Q ]
式中：t为猝灭剂存在时测得的荧光寿命。 由上所述，若以F0/F对[Q]作图得一直线，斜率为Ksv。
直观的看，1/ Ksv的数值等于50％的荧光强度被猝灭时猝灭 剂的浓度。假如测定了猝灭剂不存在时的荧光寿命t0，便可 根据kq t0=Ksv的关系求得双分子猝灭过程的速率常数kq。
0 f
kf [ M ] Ia k f [1M * ] Ia
1
* 0
k f ki k f ki kq [Q] kf
kf
f
7
于是，没有猝灭剂存在时荧光强度F0与存在猝灭 剂时的荧光强度F的比值为：
0 k q [Q] F0 f k f ki k q [Q] 1 F f k f ki k f ki
2
§4.1 动态猝灭
在动态猝灭过程中，荧光物质的激发态分子通过与 猝灭剂分子的碰撞作用，以能量转移的机制或电荷转移
的机制丧失其激发能而返回基态。
3
溶液中荧光物质分子M和猝灭剂Q相碰撞 而引起荧光熄灭。
比较速率 (1)M＋hυ →M* (吸光) 1 k * (2)M M＋hυ (发生荧光) kf [ M* ] k (3)M* +Q M+ Q+ 热 (猝灭过程）kq[ M* ][Q]
10
荧光分子和猝灭剂之间形成的不发光的基态配合物 ，可表示为：
M Q MQ
配合物的形成常数为：
[ MQ] K [ M ][Q ]
11
荧光强度和猝灭剂浓度之间的关系，可推倒如下：
[ M ]0 [ M ] [ MQ] F0 F [ M ]0 [ M ] [ MQ] K [Q] F [M ] [M ] 即： F0 1 K [Q] F
1
M * Q1 (M Q )* 3M * Q M Q
18
某些染料如甲基蓝的荧光可被Fe2＋猝灭，这是由于甲 基蓝的激发态分子与Fe2＋发生氧化还原反应：
例：甲基蓝荧光溶液被Fe2+离子熄灭 D + hυ → D* D* → D + hυ＇ D * + Fe2+ → D－ + Fe3+ D － + H→ DH（半醌） 2DH → D + DH2 （无色染料）
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例 3.
dimethylamino-substituted Bodipy fluorophore
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Figure. Emission spectra of a dimethylaminosubstituted Bodipy in different solvents.
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28
例 4:
*对有效的猝灭剂，KSV≈102 － 103 L/mol.
9
§4.2 静态猝灭
某些荧光物质溶液在加入一些猝灭剂之后，溶液的 荧光强度显著降低，溶液的吸收光谱有了明显的变化; 其 荧光强度随着温度的升高而增强。 这种现象可能是由于 荧光分子和猝灭剂之间形成不发光的基态配合物的结果。 这种现象称为静态猝灭。
15
在电荷转移猝灭中，荧光物质的激发态分子与猝灭剂 分子相互碰撞时，最初形成了“遭遇配合物”，而后成为 实际的激态电荷转移配合物：
1
M Q M ...Q (M Q ) M Q hv
* 1 *
*
M ＋ Q ＋ KT
在介电常数小于10的非极性溶剂中，可观察到有激发态 转移配合物所产生的荧光。但其荧光与1M*的相比，光谱处
1 * 0
5
在猝灭剂存在的情况下： 1M*表示为：[1M*]，同理可得：
I a (k f ki )[ M ] k q [Q ][ M *] 0
1 * 1
Ia [ M ] k f ki k q [Q ]
1 *
式中kq为双分子猝灭过程的速率常数。
6
在猝灭剂不存在和存在的情况下，荧光量子产率 分别为：
A selective colorimetric chemosensor for thiols based on intramolecular charge transfer mechanism
Anal. Chim. Acta 2008, 627, 254–257.
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例 5: A Ratiometric Fluorescent Probe for Cysteine and Homocysteine Displaying a Large Emission Shift
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ22
Figure. Emission spectra of FPP in several solvents.
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例 2.
Figure. Emission spectra of Laurdan in ethanol at –50°C (1), – 60°C (2), –70°C (3), –80°C (4), –85°C (5), –90°C (6), – 100°C (7), –110°C (8), and –190°C (9).
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光诱导电荷转移（photo-induced charge transfer)
Excitation of a fluorophore induces the motion of an electron from one orbital to another. If the initial and final orbitals are separated in space, the electronic transition is accompanied by an almost instantaneous change in the dipole moment of the fluorophore. When the latter possesses an electrondonating group (e.g. -NH2, -NMe2, -CH3O) conjugated to an electronwithdrawing group (e.g. -C=O, -CN), the increase in dipole moment can be quite large. Consequently, the excited state reached upon excitation (called the Franck–Condon state or locally excited state, LE) is not in equilibrium with the surrounding solvent molecules if the latter are polar. In a medium that is sufficiently fluid, the solvent molecules rotate during the lifetime of the excited state until the solvation shell is in thermodynamic equilibrium with the fluorophore. A relaxed intramolecular charge transfer (ICT) state is then reached.