荧光和磷光的产生过程资料
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荧光与磷光的基本原理荧光和磷光是物质光致发光过程中常见的两种现象。
它们可以被用来检测材料的性质、追踪物质在生物体内的分布,以及在科学研究和工业中扮演着至关重要的角色。
本文将讨论荧光和磷光的基本原理,以及它们的应用。
一、荧光的基本原理荧光是一种光致发光现象。
当某些物质被激发时,它们会吸收能量,并在吸收后发射光子。
这个过程可以被描述为:M +hυ(excited state) → M* → M + hυ(emission) 。
其中M为物质,hυ为光子,excited state和emission分别表示激发态和发射态。
荧光在荧光检测和生物学研究中被广泛使用。
它可以用于探测药物、发现病毒、细菌和细胞,以及跟踪DNA和RNA等生物大分子。
荧光还有广泛的应用,如流式细胞仪、荧光显微镜等。
二、磷光的基本原理磷光是一种光致发光现象,与荧光相似。
它的过程可以被描述为:M + hυ(excited state) → M* → M + hυ(emission) 。
在此过程中,“excited state”可以分为单重态和三重态。
单重态和三重态分别对应于分子的不同电子的自旋状态。
在很多情况下,荧光和磷光都可以同时存在。
磷光通常比荧光持久,因为在它的发生过程中,光子被释放的能量不是来自分子的振动能,而是来自分子的旋转能。
在这种情况下,分子释放出的能量被分散到周围的基体中,而不是以光子的形式释放。
因此,磷光可以从几纳秒持续到数百微秒。
三、荧光和磷光的应用荧光和磷光的应用非常广泛,从材料科学到医学和环境科学。
在材料科学中,荧光和磷光被广泛用于表面分析、光辐射测量和固体物性等方面。
在医学中,荧光和磷光能够帮助识别肿瘤和病原体,优化药物筛选和治疗方法。
在环境科学中,荧光和磷光可以用于监测水体和土壤中的有机物和无机物质的分布和迁移。
值得注意的是,荧光和磷光的应用通常需要结合化学、光学、电子学和计算机学等多个领域的知识。
例如,荧光和磷光分析需要分析样品中的存在物种和激发条件,并根据荧光和磷光的特性来选择合适的检测设备和荧光染料。
荧光和磷光荧光和磷光是一对相辅相成的光学现象。
这对现象都是由光子和原子因素造成的,荧光源可以是天然现象,也可以是人造的,而磷光则主要是人工合成的。
两种光学现象有着不同的来源和用途,但在某些方面也存在类似之处。
荧光是紫外线照射物体表面后释放的可见光,是一种自发辐射现象,可以使物体显得特别耀眼。
它的主要原理是激发态经过一段时间,从激发态向某一较低能态转变,释放出可见光。
像耀斑、流星、火星、月牙等天然现象都能够产生荧光效果,同时也可以通过有机荧光染料等进行人工合成。
此外,荧光还广泛用于衣服上的发光图案,常用的物质有荧光染料和发光粉,可以使衣服发出荧光,从而增添色彩和魅力。
磷光则是微小的化学物质由于能够激发而发出的放射性光,主要由磷原子放射出来。
它是一种计划激发态,只有在做精确控制的情况下,原子才能被激发,并发出有节律的可见光。
磷光主要用于生物学检测,如蛋白质、抗原、抗体等检测,还可以用于全息成像、光照明和能量转换等领域。
荧光和磷光的共性有:首先,它们都需要能够激发原子,以及原子经历一段时间后才能释放出特定的可见光。
其次,它们均可以适用于光学仪器和设备,提升其精度和灵敏度,帮助科学家更好地研究宇宙构成。
最后,它们都能够给人视觉上的享受,使人们觉得惊叹不已。
在总结荧光和磷光的特点之后,不难看出,它们的独特性质给科学家和大众带来令人难以置信的视觉感受,而它们的相似之处在于都是一种使得物体发出可见光的光学现象。
此外,它们也为研究宇宙的构成提供了重要的帮助,在光子学行业中发挥着重要作用。
但无论是荧光还是磷光,它们共同拥有一个重要特征,即扩大我们对宇宙的认识,引领我们进入一个更大的宇宙,探索一个新的世界。
荧光和磷光的产生过程 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】1.荧光和磷光的产生过程荧光:处于基态的分子吸收光子能量,跃迁至电子激发态,然后通过内转换和振动弛豫回到第一激发单重态的最低振动能级,最后跃迁回基态时发射的光激发态振动弛豫内转换振动弛豫发射荧光S磷光:处于基态的分子吸收光子能量,跃迁至电子激发态,然后通过内转换和振动弛豫和系间窜越到了第一激发三重态,最后回到基态时发射的光激发态振动弛豫内转换系间跨越振动弛豫S发射荧光2.激发光谱和发射光谱概念,有何异同(1)激发光谱:固定发射光的波长,测量激发光的波长与发射光强度之间的关系(选择最佳激发波长)(2)发射光谱:固定激发波的波长,测定发射光强度与发射光波长的关系(选择最佳发射波长)同:都是给样品能量使之发光测量发光强度异:控制的变量不同。
3.化合物荧光与结构的关系a.具有一定的荧光量子产率b.具有合适的结构如:大的共轭π键、刚性平面结构、最低的单重电子激发态为S1 为π * π型、取代基为给电子基团4.荧光量子产率、荧光猝灭、系间跨越、振动弛豫A.荧光量子产率Q:量子产率表示物质将吸收的光能转化为荧光的本领,是荧光物质发出光子数与吸收光子数的比值。
B.荧光猝灭:指荧光物质与溶剂分子之间相互作用,导致荧光强度下降的现象,荧光猝灭分为静态猝灭、动态猝灭等。
C.系间跨越:处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程;分子由激发单重态跨越到激发三重态。
D.振动弛豫:同一电子能级内异热交换形式由高振动能级至地振动能级间的跃迁。
时间为10-12s5.实时定量PCR与普通PCR的区别所谓实时荧光定量PCR技术[1],是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
实时荧光定量PCR技术是起点检测,实现了每一轮循环均检测一次荧光信号的强度,并记录在之中,通过对每个Ct值的计算,根据获得定量结果。
简述荧光与磷光的产生原理及应用
简述荧光与磷光的产生原理及应用,并说明有机物结构是如何影响荧光的。
具有荧光性的分子吸收入射光的能量后,其中的电子从基态(通常为自旋单重态)跃迁至具有相同自旋多重度的激发态。
处于各激发态的电子通过振动驰豫、内转移等无辐射跃迁过程回到第一电子激发单重态的最低振动能级。
然后再由这个最低振动能级跃迁回到基态时,发出荧光。
由第一激发单重态的最低振动能级,有可能以系间窜跃方式转至第一激发三重态,再经过振动驰豫,转至其最低振动能级,由此激发态跃回至基态时,便发射磷光。
荧光与磷光的根本区别:荧光是由激发单重态最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的;而磷光是由激发三重态的最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的。
荧光主要用于元素及有机化合物的荧光测定,照明,印刷防伪技术,生化和医药方面等。
磷光分析主要用于测定有机化合物,如石油产品、多环芳烃、农药、药物等方面。
有机物结构对荧光的影响主要有以下方面:(1)跃迁类型:相对于n-n *跃迁,n - n *跃迁能发出较强的荧光(较大的量子产率)。
(2)共轭效应:增加体系的共轭度,荧光效率一般也将增大。
(3)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。
(4)取代基效应:给电子基团使荧光增强,吸电子基团,会减弱甚至会猝灭荧光;卤素取代基随原子序数的增加而荧光降低;取代基的空间障碍对荧光也有影响;立体异构现象对荧光强度有显著的影响。
1.荧光和磷光的产生过程?
荧光:处于基态的分子吸收光子能量,跃迁至电子激发态,然后通过内转换和振动弛豫回到第一激发单重态的最低振动能级,最后跃迁回基态时发射的光
S0 激发态振动弛豫内转换振动弛豫发射荧光
磷光:处于基态的分子吸收光子能量,跃迁至电子激发态,然后通过内转换和振动弛豫和系间窜越到了第一激发三重态,最后回到基态时发射的光
S0 激发态振动弛豫内转换系间跨越振动弛豫发射荧光
2.激发光谱和发射光谱概念,有何异同?
(1)激发光谱:固定发射光的波长,测量激发光的波长与发射光强度之间的关系(选择最佳激发波长)
(2)发射光谱:固定激发波的波长,测定发射光强度与发射光波长的关系(选择最佳发射波长)
同:都是给样品能量使之发光测量发光强度
异:控制的变量不同。
3.化合物荧光与结构的关系?
a.具有一定的荧光量子产率
b.具有合适的结构
如:大的共轭π键、刚性平面结构、最低的单重电子激发态为S1 为π* π型、取代基为给电子基团
4.荧光量子产率、荧光猝灭、系间跨越、振动弛豫?
A.荧光量子产率Q:量子产率表示物质将吸收的光能转化为荧光的本领,是荧光物质发出光子数与吸收光子数的比值。
B.荧光猝灭:指荧光物质分子与溶剂分子之间相互作用,导致荧光强度下降的现象,荧光猝灭分为静态猝灭、动态猝灭等。
C.系间跨越:处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程;分子由激发单重态跨越到激发三重态。
D.振动弛豫:同一电子能级内异热交换形式由高振动能级至地振动能级间的跃迁。
时间为10-12s
5.实时定量PCR与普通PCR的区别?
所谓实时荧光定量PCR技术[1],是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
实时荧光定量PCR技术是起点检测,实现了每一轮循环均检测一次荧光信号的强度,并记录在电脑软件之中,通过对每个样品Ct值的计算,根据标准曲线获得定量结果。
具有重现性,误差小的特点。
传统PCR技术是终点检测,即PCR到达平台期后进行检测,而PCR经过对数期扩增到达平台期时,检测重现性极差。
同一个模板在96孔PCR仪上做96次重复实验,所得结果有很大差异,因此无法直接从终点产物量推算出起始模板量。
加入内标后,可部分消除终产物定量所造成的不准确性。
但即使如此,传统的定量方法也都只能算作半定量、粗略定量的
方法。
6.简述影响荧光效率的主要因素?
1.。