第十三章-荧光分析法PPT课件.ppt

磺胺磺胺类药类药物的物的结结构通式构通式为为，试设计试设计用用仪仪器分析的方法分器分析的方法分别测别测定磺胺原料定磺胺原料药药及人及人体口服磺胺体口服磺胺药药片后血片后血浆浆中中药药物含量。物含量。思思 考考 题题1.第第1111章章 荧荧光分析法光分析法 fluorometry2.基本概念基本概念荧荧光：光：物物质质分子接受光子能量被激分子接受光子能量被激发发后，从激后，从激发态发态的最低振的最低振动动能能级级返回基返回基态时发态时发射出的光。射出的光。荧荧光分析法：光分析法：根据物根据物质质的的荧荧光光谱线谱线位置及其位置及其强强度度进进行物行物质鉴质鉴定和含量定和含量测测定的方法。定的方法。分子分子荧荧光分析法光分析法（molecularfluorometry）第一激第一激发单发单重重态态的最低振的最低振动动能能级级3.自旋量子数自旋量子数s=1/2或或-1/2总总自旋量子数自旋量子数S0多重性多重性 2S11第一第一节节 荧荧光分析法的基本原理光分析法的基本原理基基态单态单重重态态第一激第一激发单发单重重态态能能 量量4.荧荧光和磷光光和磷光产产生示意生示意图图5.振振动驰动驰豫豫内部能量内部能量转换转换处处于激于激发态发态各振各振动动能能级级的分子通的分子通过过与溶与溶剂剂分子的碰撞而将部分子的碰撞而将部分振分振动动能量能量传递给传递给溶溶剂剂分子，其分子，其电电子子则则返回到同一返回到同一电电子激子激发发态态的最低振的最低振动动能能级级的的过过程。程。当两个当两个电电子激子激发态发态之之间间的能量相差的能量相差较较小以至其振小以至其振动动能能级级有重叠有重叠时时，受激分子由高，受激分子由高电电子能子能级转级转移至低移至低电电子能子能级级的的过过程。程。无无辐辐射射跃跃迁迁6.荧荧光和磷光光和磷光产产生示意生示意图图7.关于关于荧荧光光荧荧光的光的产产生需生需经历经历两个两个过过程：程：吸收吸收发发射射第一激第一激发单发单重重态态的最低振的最低振动动能能级级振振动驰动驰豫豫内部能量内部能量转换转换8.例例 题题1.所所谓谓荧荧光光，即即某某些些物物质质经经入入射射光光照照射射后后，吸吸收收了了入入射射光光的的能能量量，从从而而辐辐射射出出比比入入射射光：光：A波波长长长长的光的光线线 B波波长长短的光短的光线线 C能量大的光能量大的光线线 D频频率高的光率高的光线线9.（二）激（二）激发发光光谱谱和和发发射光射光谱谱1.激激发发光光谱谱：excitationspectrum荧荧光光光光谱谱表示不同激表示不同激发发波波长长的的辐辐射引起物射引起物质发质发射某一射某一波波长荧长荧光的相光的相对对效率。效率。2.发发射光射光谱谱：fluorescence/emissionspectrumF exF-em表示在所表示在所发发射的射的荧荧光中各种波光中各种波长组长组分的相分的相对对强强度。度。10.nm硫酸奎宁的激硫酸奎宁的激发发光光谱谱和和荧荧光光光光谱谱11.荧荧光光光光谱谱的特征的特征1、荧荧光光光光谱谱的形状与激的形状与激发发波波长长无关无关产产生原因：生原因：荧荧光光发发射是从特定的激射是从特定的激发态发态返回基返回基态态荧荧光光光光谱谱的的强强度与激度与激发发波波长长有关有关12.荧荧光光光光谱谱的特征的特征2、斯托克斯位移（、斯托克斯位移（Stokesshift）：）：emex产产生原因：生原因：能量能量损损失失（1）内）内转换转换和振和振动驰动驰豫豫（2）激）激发态发态分子返回基分子返回基态态不不同振同振动动能能级级（3）激）激发态发态分子与溶分子与溶剂剂分子分子的相互作用的相互作用13.荧荧光光光光谱谱的特征的特征3、荧荧光光光光谱谱与激与激发发光光谱谱的的镜镜像关系像关系产产生原因：生原因：电电子基子基态态的振的振动动能能级级分布与激分布与激发态发态的相似的相似14.例例 题题下列下列说说法哪个是法哪个是错误错误的？的？A荧荧光光光光谱谱的形状与激的形状与激发发波波长长无关无关B荧荧光波光波长总长总是大于激是大于激发发光波光波长长C荧荧光光光光谱谱的的最最短短波波长长和和激激发发光光谱谱的的最最长长波波长长相相对应对应D最最长长的的荧荧光波光波长长与最与最长长的激的激发发光波光波长长相相对应对应15.分子分子产产生生荧荧光必光必须须具具备备两个条件：两个条件：1.强强的紫外可的紫外可见见吸收吸收2.一定的一定的荧荧光效率光效率（四）（四）荧荧光效率和光效率和荧荧光寿命光寿命16.荧荧光效率（光效率（荧荧光量子光量子产产率）率）f01（四）（四）荧荧光效率和光效率和荧荧光寿命光寿命17.二、二、荧荧光与分子光与分子结结构构分子分子产产生生荧荧光必光必须须具具备备两个条件：两个条件：1.强强的紫外可的紫外可见见吸收吸收2.一定的一定的荧荧光效率光效率18.（一）（一）跃跃迁迁类类型型*跃跃迁是迁是产产生生荧荧光的最主要光的最主要类类型型 19.ex 205nm 286nm 356nmem 278nm 321nm 404nm f 0.11 0.29 0.36 （二）（二）长长共共轭结轭结构构结论结论：电电子共子共轭轭程度越大，程度越大，荧荧光光强强度（度（荧荧光效率）越大，光效率）越大，荧荧光波光波长长长长移移20.联联苯苯f 0.2 芴芴f 1.0（三）分子的（三）分子的刚刚性和共平面性性和共平面性21.结论结论：在相同的在相同的长长共共轭轭分子中，分子的分子中，分子的刚刚性和共性和共平面性越平面性越强强，荧荧光效率越大，光效率越大，荧荧光波光波长长长长移移（三）分子的（三）分子的刚刚性和共平面性性和共平面性22.（四）取代基效（四）取代基效应应给电给电子基子基团团吸吸电电子基子基团团与与电电子体系相互作用子体系相互作用较较小的取代基小的取代基NH2、OH、OCH3、NHR、NR2荧荧光效率提高、光效率提高、荧荧光波光波长长长长移移COOH、NO2、CO、NO、卤卤素素荧荧光效率减弱甚至熄光效率减弱甚至熄灭灭23.例例 题题关于关于荧荧光效率，下面光效率，下面错误错误的叙述是：的叙述是：A具有具有长长共共轭轭的的*跃跃迁的物迁的物质质具有具有较较大的大的荧荧光光效率效率B分子的分子的刚刚性和共平面性越大，性和共平面性越大，荧荧光效率越大光效率越大C顺顺式异构体的式异构体的荧荧光效率大于反式异构体光效率大于反式异构体D共共轭轭体系上的取代基不同，体系上的取代基不同，对荧对荧光效率的影光效率的影响也不同响也不同 24.三、影响三、影响荧荧光光强强度的外部因素度的外部因素温度温度溶溶剂剂酸度酸度散射光散射光学学习习目的目的:提高提高荧荧光分析的灵敏度和光分析的灵敏度和选择选择性性25.1 溶溶剂对荧剂对荧光的影响光的影响萘萘在下列哪种溶在下列哪种溶剂剂中的中的荧荧光光强强度最度最强强？A1氯氯丙丙烷烷B1溴丙溴丙烷烷C1碘丙碘丙烷烷D1，2二二氯氯丙丙烷烷1.一般情况下，一般情况下，荧荧光波光波长长随着溶随着溶剂剂极性的增极性的增强强而而长长移，移，荧荧光光强强度也增度也增强强。2.2.原因原因:在极性溶在极性溶剂剂中，中，的能量差小的能量差小 26.2 温度温度对荧对荧光的影响光的影响荧荧光素光素钠钠的乙醇溶液在下列哪种条件下的乙醇溶液在下列哪种条件下荧荧光光强强度最度最强强？A0B-100C-200D-300 1.一般情况下，随着温度的升高，溶液中一般情况下，随着温度的升高，溶液中荧荧光物光物质质的的荧荧光效率和光效率和荧荧光光强强度将降低。度将降低。2.原因原因:温度升高温度升高时时，分子运分子运动动速度加快速度加快，分子分子间间碰撞几率增加碰撞几率增加，使无使无辐辐射射跃跃迁增加迁增加，从而降低从而降低了了荧荧光效率光效率27.3 酸度酸度对荧对荧光的影响光的影响苯胺在下列哪种条件下苯胺在下列哪种条件下荧荧光光强强度最度最强强？ApH1BpH3CpH13DpH8 当当荧荧光物光物质质本身是弱酸或弱碱本身是弱酸或弱碱时时，溶液的酸，溶液的酸度度对荧对荧光光强强度有度有较较大影响，主要是因大影响，主要是因为为在不同在不同酸度中分子和离子酸度中分子和离子间间的平衡的改的平衡的改变变。28.5 散射光散射光对荧对荧光的影响光的影响散射光散射光选择选择适当的激适当的激发发波波长长消除拉曼光消除拉曼光的干的干扰扰瑞利光瑞利光拉曼光拉曼光29.30.第二第二节节 荧荧光定量分析方法光定量分析方法Quantitativeanalysisoffluorometry31.一、一、荧荧光光强强度与物度与物质浓质浓度的关系度的关系1.观测观测方向方向:与激与激发发光源垂直光源垂直2.原因原因:消除透射光的影响消除透射光的影响32.关于灵敏度的关于灵敏度的问题问题紫外可紫外可见见:10-5荧荧光光:10-733.csFsF0FxF0cx二、定量分析方法二、定量分析方法1、标标准曲准曲线线法法34.二、定量分析方法二、定量分析方法2、比例法（、比例法（对对照法）照法）35.利血平的含量利血平的含量测测定定作作业业p2307三甲氧基苯甲三甲氧基苯甲酰酰V2O5ex400nmem500nm36.例例 题题在在测测量量分分子子荧荧光光强强度度时时，要要在在与与入入射射光光成成直直角角的方向上的方向上进进行行测测量，量，这这是由于：是由于：A荧荧光光是是向向各各个个方方向向发发射射的的，为为了了减减小小透透射射光光的影响的影响B只有在与入射光成直角的方向上，才有只有在与入射光成直角的方向上，才有荧荧光光C荧荧光光强强度比透射光度比透射光强强度小度小 D荧荧光的波光的波长长比入射光波比入射光波长长长长37.第三第三节节 荧荧光分光光度光分光光度计计光源光源激激发单发单色器色器样样品池品池发发 射射单单色器色器检测检测器器38.1.光源光源2.单单色器：色器：3.样样品池：品池：4.检测检测器：器：荧荧光分光光度光分光光度计计的主要部件的主要部件氙灯：氙灯：波波长长范范围围250700nm，300400nm谱线谱线强强度几乎相等度几乎相等光光电电倍增管倍增管激激发单发单色器、色器、发发射射单单色器色器石英、四面透光石英、四面透光39.3、作用、作用荧荧光光试剂试剂1、荧荧光探光探针针2、化学物、化学物质质（1）提高）提高测测定的灵敏度和定的灵敏度和选择选择性性（2）扩扩大大荧荧光分析法的光分析法的应应用范用范围围40.1.荧荧光胺光胺2.邻邻苯二甲苯二甲醛醛3.1二甲氨基二甲氨基5氯氯化磺化磺酰萘酰萘（丹（丹酰氯酰氯）4.测测定无机离子的定无机离子的荧荧光光试剂试剂荧荧光光试剂试剂Al3+:茜素紫茜素紫酱酱R41.