熒光光譜知識(shí)

1、<p><b>　　熒光光譜教程</b></p><p>　　一、化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的類型</p><p>　　1．直接化學(xué)發(fā)光和間接化學(xué)發(fā)光</p><p>　　化學(xué)發(fā)光反應(yīng)可分直接發(fā)光和間接發(fā)光。直接發(fā)光是被測(cè)物作為反應(yīng)物直接參加化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，生成電子激發(fā)態(tài)產(chǎn)物分子，此初始激發(fā)態(tài)能輻射光子。表示如下：</p><p&

2、gt;　　式中A或B是被測(cè)物，通過(guò)反應(yīng)生成電子激發(fā)態(tài)產(chǎn)物C*，當(dāng)C*躍遷回基態(tài)時(shí)，輻射出光子hv。 </p><p>　　間接發(fā)光是被測(cè)物A或B通過(guò)化學(xué)反應(yīng)后生成初始態(tài)C*，C*不直接發(fā)光，而是將其能量轉(zhuǎn)移給F，使F處于激發(fā)態(tài)，當(dāng)F*躍遷回基態(tài)時(shí)，產(chǎn)生發(fā)光。如下式表示 </p><p>　　式中C*為能量給予體，而F為能量接受體。例如，用羅丹明B－沒(méi)食子酸的乙醇溶液測(cè)定大氣的O3，其化學(xué)發(fā)

3、光反應(yīng)就屬這一類型。 </p><p>　　沒(méi)食子酸被O3氧化時(shí)吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)能，形成受激中間體A*，而A*又迅速將能量轉(zhuǎn)給羅丹明B，并使羅丹明B分子激發(fā)，處于激發(fā)態(tài)的羅丹明B分子回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出光子。該光輻射的最大發(fā)射波長(zhǎng)為584nm。</p><p>　　2. 氣相化學(xué)發(fā)光和液相化學(xué)發(fā)光</p><p>　　按反應(yīng)體系的狀態(tài)來(lái)分類，如化學(xué)發(fā)光反應(yīng)在氣相中

4、進(jìn)行稱氣相化學(xué)發(fā)光，在液相或固相中進(jìn)行稱液相或固相化學(xué)發(fā)光，在兩個(gè)不同相中進(jìn)行則稱為異相化學(xué)發(fā)光。本節(jié)主要討論氣相和液相化學(xué)發(fā)光，其中液相化學(xué)發(fā)光在痕量分析中更為重要。</p><p><b>　?。?）氣相化學(xué)分光</b></p><p>　　主要有O3、NO、S的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，可用于監(jiān)測(cè)空氣中的O3、NO、NO2、H2S、SO2和CO等。</p>&

5、lt;p>　　☆ 臭氧與乙烯的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)機(jī)理是O3氧化乙烯生成羰基化合物的同時(shí)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，發(fā)光物質(zhì)是激發(fā)態(tài)的甲醛。</p><p>　　這個(gè)氣相化學(xué)發(fā)光的最大波長(zhǎng)為435nm，發(fā)光反應(yīng)對(duì)O是特效的，線性響應(yīng)范圍為1ng·mL-1～1μg·mL-1。</p><p>　　☆ 一氧化氮與臭氧的氣相化學(xué)發(fā)光反應(yīng)有較高的化學(xué)發(fā)光效率，其反應(yīng)機(jī)理為：</p>

6、<p>　　這個(gè)反應(yīng)的發(fā)射光譜范圍為600～875nm，靈敏度可達(dá)1ng·mL-1。若需同時(shí)測(cè)定大氣中的NO2時(shí)，可先將NO2還原為NO，測(cè)得NO總量后，從總量中減去原試樣中NO的含量，即為NO2 的含量。</p><p>　　☆ SO2、NO、CO等都能與氧原子進(jìn)行氣相化學(xué)光反應(yīng)，他們的反應(yīng)分別為：</p><p>　　此反應(yīng)的最大發(fā)射波長(zhǎng)為200nm，測(cè)定靈敏度

7、可達(dá)1ng·mL-1。 </p><p>　　發(fā)射光譜范圍為400～1400nm，測(cè)量靈敏度可達(dá)1ng·mL-1。 </p><p>　　發(fā)射光譜范圍為300～500nm，測(cè)定靈敏度可達(dá)1ng·mL-1。</p><p>　　這些反應(yīng)的關(guān)鍵是要求有一個(gè)穩(wěn)定的氧原子源，一般可由O3在1000℃的石英管中分解為O2和O而獲得。</p&

8、gt;<p>　　☆ 火焰化學(xué)發(fā)光，氮的氧化物（如NO2、NO等）及揮發(fā)性的硫化物（如SO2、H2S、CH3SH等）富氫火焰中燃燒都會(huì)發(fā)生化學(xué)發(fā)光。</p><p><b>　　（2）液相化學(xué)發(fā)光</b></p><p>　　用于這一類化學(xué)發(fā)光分析的發(fā)光物質(zhì)有魯米諾、光澤精、洛粉堿等，其中魯米諾（Lominol）化學(xué)發(fā)光反應(yīng)機(jī)理研究得最久，其化學(xué)發(fā)光體系

9、已用于分析化學(xué)測(cè)量痕量的H2O2以及Cu、Mn、Co、V、Fe、Cr、Ce、Hg和Th等金屬離子。魯米諾是3-氨基苯二甲酰肼，它產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的 為0.01～0.05。</p><p>　　魯米諾在堿性溶液中形成疊氮醌（a），疊氮醌在堿性溶液中與氧化劑如H2O2作用生成不穩(wěn)定的橋式六員環(huán)過(guò)氧化物中間體（b）。然后再轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)的氨基鄰苯二甲酸根離子（c），其價(jià)電子從第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)層躍遷回基態(tài)中各個(gè)

10、不同振動(dòng)能級(jí)層時(shí)，產(chǎn)生最大發(fā)射波長(zhǎng)為425nm的光輻射，整個(gè)反應(yīng)歷程可表示如下：</p><p>　　以上的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的速率很慢，但某些金屬離子（如在本節(jié)開(kāi)始所提到的金屬離子）會(huì)催化這一反應(yīng)，增強(qiáng)發(fā)光強(qiáng)度。利用這一現(xiàn)象可以測(cè)定這些金屬離子。</p><p>　　還可將分析物通過(guò)酶的轉(zhuǎn)化，生成化學(xué)發(fā)光反應(yīng)物，然后再進(jìn)行化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度間接測(cè)定被分析物。例如，葡萄糖在葡萄糖氧化

11、酶的催化下進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物H2O2可通過(guò)魯米諾化學(xué)發(fā)光反應(yīng)進(jìn)行測(cè)定，從而間接測(cè)定葡萄糖。 </p><p>　　氨基酸的測(cè)定也一樣：</p><p>　　H2O2使魯米諾發(fā)光。如果使酶促反應(yīng)的底物濃度一定，則上述反應(yīng)可用于酶測(cè)定或酶動(dòng)力學(xué)研究。</p><p>　　下表中給出其他用于液相化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光試劑： </p><p>　　二

12、、化學(xué)發(fā)光的基本原理</p><p>　　某些物質(zhì)在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，由于吸收了反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)能，而使反應(yīng)產(chǎn)物分子激發(fā)到激發(fā)態(tài)，受激分子由激發(fā)態(tài)去激化躍遷回基態(tài)時(shí)以輻射形式發(fā)射出一定波長(zhǎng)的光。這種吸收化學(xué)能使分子激發(fā)并發(fā)光的過(guò)程，稱為化學(xué)發(fā)光。利用化學(xué)發(fā)光建立起來(lái)的分析方法稱為化學(xué)發(fā)光分析法?；瘜W(xué)發(fā)光也發(fā)生在某些生物體系內(nèi)，稱為生物發(fā)光?；瘜W(xué)發(fā)光分析法的特點(diǎn)是，靈敏度高，選擇性好，儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，分析速度快。但是目

13、前可供發(fā)光用的試劑還不多，應(yīng)用還有限，發(fā)光機(jī)理有待進(jìn)一步研究。</p><p>　　化學(xué)發(fā)光是基于化學(xué)反應(yīng)所提供的化學(xué)能使分子激發(fā)而發(fā)射光的，任何一個(gè)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)都包含有化學(xué)激發(fā)和發(fā)光兩個(gè)關(guān)鍵過(guò)程，它必須滿足下列條件：</p><p>　　1．化學(xué)反應(yīng)必須提供足夠的激發(fā)能，激發(fā)能的主要來(lái)源是反應(yīng)焓，能在可見(jiàn)光范圍內(nèi)發(fā)生化學(xué)發(fā)光的物質(zhì)，其激發(fā)能ΔE通常是在150～400KJ·mol

14、－1范圍。許多氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)焓與此相當(dāng)，因此大多數(shù)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。</p><p>　　2．要有有利的化學(xué)反應(yīng)歷程，使反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能用于不斷地產(chǎn)生激發(fā)態(tài)分子。對(duì)于有機(jī)化合物的液相化學(xué)發(fā)光來(lái)說(shuō)，芳香族化合物和羰基化合物更容易生成激發(fā)態(tài)的產(chǎn)物。</p><p>　　3．激發(fā)態(tài)分子躍遷回基態(tài)時(shí)，要能釋放出光子，或激發(fā)態(tài)分子能將能量轉(zhuǎn)移給另一種分子，使該分子受激后發(fā)射光子。總之，

15、激發(fā)態(tài)分子不能以熱的形式損失能量。</p><p>　　化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的化學(xué)發(fā)光效率，又稱為化學(xué)發(fā)光的總量子產(chǎn)率。它決定于生成激發(fā)態(tài)產(chǎn)物分子的化學(xué)激發(fā)效率和激發(fā)態(tài)分子的發(fā)射效率。定義為：</p><p>　　化學(xué)反應(yīng)的發(fā)光效率、光輻射的能量大小以及光譜范圍，完全由參加反應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)所決定。每一個(gè)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)都有其特征的化學(xué)發(fā)光光譜及不同的化學(xué)發(fā)光效率。 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度ICl以單位

16、時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)表示，它與化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的速率有關(guān)，而反應(yīng)速率又與反應(yīng)分子濃度有關(guān)。可以下式表示：</p><p>　　式中表示t時(shí)刻的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，是與分析物有關(guān)的化學(xué)發(fā)光效率，dc/dt是分析物參加反應(yīng)的速率。如果反應(yīng)是一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，t時(shí)刻的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與該時(shí)刻的分析物濃度成正比，就可以通過(guò)檢測(cè)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度來(lái)定量測(cè)定分析物質(zhì)。在化學(xué)發(fā)光分析中通常用峰高表示發(fā)光強(qiáng)度，即峰值與被分析物濃度成線性關(guān)系。另一種分析

17、方法是利用總發(fā)光強(qiáng)度與分析物濃度的定量關(guān)系。就是在一定的時(shí)間間隔里對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行積分，得到：</p><p>　　如果取t1=0，t2為反應(yīng)結(jié)束所需的時(shí)間，則得到整個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生的總發(fā)光強(qiáng)度，它與分析物濃度存在線性關(guān)系。</p><p>　　三、化學(xué)發(fā)光分析的應(yīng)用</p><p>　　化學(xué)發(fā)光分析最大的特點(diǎn)是靈敏度高，對(duì)氣體和痕量金屬離子的檢出限都可達(dá)ng·

18、;mL－1級(jí)。在環(huán)境檢測(cè)中化學(xué)發(fā)光法比吸收光譜法和微庫(kù)侖法具有更高的靈敏度，又能進(jìn)行快速連續(xù)分析，因此氣相化學(xué)發(fā)光反應(yīng)已廣泛用于空氣中有害物質(zhì)如O3、氮氧化物、CO、SO2、H2S等的監(jiān)測(cè)。其測(cè)定靈敏度可達(dá)1～3ng·mL－1。液相化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，如魯米諾、光澤精、沒(méi)食子酸等發(fā)光體系可測(cè)定天然水和廢水中的金屬離子。在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、生物化學(xué)和免疫學(xué)研究中，化學(xué)發(fā)光分析也是一種重要的手段。表4.8～4.10列舉了一些實(shí)例。</

19、p><p>　　四、熒光和磷光分析法的基本原理</p><p>　　第一次記錄熒光現(xiàn)象的是16世紀(jì)西班牙的內(nèi)科醫(yī)生和植物學(xué)家N.Monardes，他于1575年提到，在含有一種稱為“Lignum Nephriticum”的木頭切片的水溶液中，呈現(xiàn)出極為可愛(ài)的天藍(lán)色。以后逐步有一些學(xué)者也觀察和描述過(guò)熒光現(xiàn)象，但對(duì)其本質(zhì)及含義的認(rèn)識(shí)都沒(méi)有明顯的進(jìn)展。直到1852年，對(duì)熒光分析法具有開(kāi)拓性工作的St

20、okes在考察奎寧和綠色素的熒光時(shí)，用分光計(jì)觀察到其熒光的波長(zhǎng)比入射光的波長(zhǎng)稍為長(zhǎng)些，而不是由光的漫反射引起的，從而導(dǎo)入熒光是光發(fā)射的概念，并提出了“熒光”這一術(shù)語(yǔ)，他還研究了熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)濃度之間的關(guān)系，并描述了在高濃度或某些外來(lái)物質(zhì)存在時(shí)的熒光猝滅現(xiàn)象?？梢哉f(shuō)，他是第一個(gè)提出應(yīng)用熒光作為分析手段的人。1867年，Goppelsr?de應(yīng)用鋁一桑色素配位化合物的熒光測(cè)定鋁，這是歷史上首次進(jìn)行的熒光分析工作。</p>

21、<p>　　進(jìn)入二十世紀(jì)以來(lái)，熒光現(xiàn)象被研究得更多了，在理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)上都得到極大的發(fā)展。特別是近幾十年來(lái)，在其他學(xué)科迅速發(fā)展的影響下，隨著激光、計(jì)算機(jī)和電子學(xué)的新成就等一些新的科學(xué)及技術(shù)的引入，大大推動(dòng)了熒光分析法在理論上及實(shí)驗(yàn)技術(shù)上的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的理論和新的方法。</p><p>　　在我國(guó)，二十世紀(jì)五十年代初期僅有極少數(shù)的分析工作者從事熒光分析方面的研究工作。到了七十年代以后，已逐步形成一支

22、在這個(gè)研究領(lǐng)域中的工作隊(duì)伍。目前，研究?jī)?nèi)容已從經(jīng)典的熒光分析方法擴(kuò)展到新近發(fā)展起來(lái)的一些新方法和新技術(shù)。</p><p>　　磷光也是某些物質(zhì)在紫外光照射下所發(fā)射的光，早期并沒(méi)有與熒光明確的區(qū)分。1944年Lewis和Kasha提出了磷光與熒光的不同概念，指出磷光是分子從亞穩(wěn)的激發(fā)三重態(tài)躍遷回基態(tài)所發(fā)射出的光，它有別于從激發(fā)單重態(tài)躍遷回基態(tài)所發(fā)射的熒光。磷光分析法由于其有某些特點(diǎn)，幾十年來(lái)的理論研究及應(yīng)用也不斷得

23、到發(fā)展。</p><p>　　五、熒光和磷光的產(chǎn)生</p><p>　　在一般溫度下，大多數(shù)分子處在基態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)。處于基態(tài)的分子吸收能量(電能、熱能、化學(xué)能或光能等)后被激發(fā)為激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)是很不穩(wěn)定的，它將很快地釋放出能量又重新躍遷回基態(tài)。若分子返回基態(tài)時(shí)以發(fā)射電磁輻射(即光)的形式釋放能量，就稱為“發(fā)光”。如果物質(zhì)的分子吸收了光能而被激發(fā)，躍遷回基態(tài)所發(fā)射的電磁輻射，稱為熒光和磷

24、光?，F(xiàn)從分子結(jié)構(gòu)理論來(lái)討論熒光和磷光的產(chǎn)生機(jī)理。</p><p>　　每個(gè)分子中都具有一系列嚴(yán)格分立相隔的能級(jí)，稱為電子能極，而每個(gè)電子能級(jí)中又包含有一系列的振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。分子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)除了電子所處的能級(jí)外，還包含有電子的多重態(tài)，用M=2S+1表示，S為各電子自旋量子數(shù)的代數(shù)和，其數(shù)值為0或1 。根據(jù)Pauli不相容原理，分子中同一軌道所占據(jù)的兩個(gè)電子必須具有相反的自旋方向，即自旋配對(duì)。若分子中所有電

25、子都是自旋配對(duì)的，則S=0，M=1，該分子便處于單重態(tài)(或叫單重線)，用符號(hào)S表示。大多數(shù)有機(jī)化合物分子的基態(tài)都處于單重態(tài)?；鶓B(tài)分子吸收能量后，若電子在躍遷過(guò)程中，不發(fā)生自旋方向的變化，這時(shí)仍然是M=1，分子處于激發(fā)的單重態(tài)；如果電子在躍遷過(guò)程中伴隨著自旋方向的變化，這時(shí)分子中便具有兩個(gè)自旋不配對(duì)的電子， 即S=1，M=3，分子處于激發(fā)的三重態(tài)，用符號(hào)T表示。圖14.1為電子重態(tài)示意圖。</p><p>　　處于

26、分立軌道上的非成對(duì)電子，自旋平行要比自旋配對(duì)更穩(wěn)定些(洪特規(guī)則)，因此在同一激發(fā)態(tài)中，三重態(tài)能級(jí)總是比單重態(tài)能級(jí)略低。圖14.2為能級(jí)及躍遷示意圖，其中S0、S1和S2分別表示分子的基態(tài)、第一和第二電子激發(fā)的單重態(tài)；T1和T2則分別表示分子的第一和第二電子激發(fā)的三重態(tài)。V=0、1、2、3、…表示基態(tài)和激發(fā)態(tài)的振動(dòng)能級(jí)。</p><p>　　圖14.1     單重態(tài)系三重態(tài)

27、激發(fā)示意圖</p><p>　　圖14.2     熒光和磷光體系能級(jí)圖</p><p>　　處于激發(fā)態(tài)的分子是很不穩(wěn)定的，它可能通過(guò)輻射躍遷和非輻射躍遷的形式去活化(去激發(fā))釋放出多余的能量而返回基態(tài)。</p><p>　　輻射躍遷主要涉及到熒光，延遲熒光或磷光的發(fā)射；無(wú)輻射躍遷是指以熱的形式釋放多余的能量，包括振動(dòng)弛豫、內(nèi)

28、部轉(zhuǎn)移、系間跨越及外部轉(zhuǎn)移等過(guò)程。圖14.2表示分子激發(fā)和去活化的能量傳遞過(guò)程：</p><p>　　1．振動(dòng)弛豫（Vibration relaxation，簡(jiǎn)寫(xiě)為VR）</p><p>　　當(dāng)分子吸收光輻射(為圖14.2中的λ1、λ2)后可能從基態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)(V=0)躍遷到激發(fā)單重態(tài)Sn(如圖中S1、S2)的較高振動(dòng)能級(jí)上。然后，在液相或壓力足夠高的氣相中，分子間的碰撞幾率很大，分子

29、可能將過(guò)剩的振動(dòng)能量以熱的形式傳遞給周圍環(huán)境，而自身從激發(fā)態(tài)的高振動(dòng)能級(jí)躍遷至該電子能級(jí)的最低振動(dòng)能級(jí)上，這個(gè)過(guò)程稱為振動(dòng)弛豫。發(fā)生振動(dòng)弛豫的時(shí)間為10－12s數(shù)量級(jí)。</p><p>　　2．內(nèi)部轉(zhuǎn)移（Internal conversion，簡(jiǎn)寫(xiě)為IC）</p><p>　　當(dāng)高電子能級(jí)中的低振動(dòng)能級(jí)與低電子能級(jí)中的高振動(dòng)能級(jí)發(fā)生重疊時(shí)，常發(fā)生電子從高電子能級(jí)以無(wú)輻射躍遷形式轉(zhuǎn)移至低電子

30、能級(jí)。如圖14.2中，S2和T2中的低振動(dòng)能級(jí)與S1和T1中的高振動(dòng)能級(jí)重疊，電子可以通過(guò)振動(dòng)能級(jí)的重疊從S2躍遷至S1，或從T2躍遷至T1。這個(gè)過(guò)程稱為內(nèi)部轉(zhuǎn)移。內(nèi)部轉(zhuǎn)移的時(shí)間為10－11s～10－13s數(shù)量級(jí)。振動(dòng)弛豫及內(nèi)部轉(zhuǎn)移的速率比由高激發(fā)態(tài)直接發(fā)射光子的速率快得多，所以，分子吸收輻射能后不管激發(fā)到哪一個(gè)激發(fā)單重態(tài)，都能通過(guò)振動(dòng)弛豫及內(nèi)部轉(zhuǎn)移而躍遷到最低(第一)激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)。</p><p>

31、　　3．熒光發(fā)射（Fluorescence emission，F(xiàn)E）</p><p>　　處于激發(fā)單重態(tài)的電子經(jīng)振動(dòng)弛豫及內(nèi)部轉(zhuǎn)移后到達(dá)第一激發(fā)單重態(tài)(S1)的最低振動(dòng)能級(jí)(V=0)后，以輻射的形式躍遷回基態(tài)(S0)的各振動(dòng)能級(jí)，這個(gè)過(guò)程為熒光發(fā)射，發(fā)射的熒光波長(zhǎng)為。由于經(jīng)過(guò)振動(dòng)弛豫和內(nèi)部轉(zhuǎn)移的能量損失，因此熒光發(fā)射的能量比分子吸收的能量要小，熒光發(fā)射的波長(zhǎng)比分子吸收的波長(zhǎng)要長(zhǎng)，即。第一激發(fā)單重態(tài)最低振動(dòng)能級(jí)的平

32、均壽命約為10－9～10－4s，因此熒光壽命也在這一數(shù)量級(jí)。</p><p>　　4．系間跨躍（Intersystem Crossing，ISC）</p><p>　　系間跨躍是指不同多重態(tài)之間的無(wú)輻射躍遷過(guò)程，它涉及到受激發(fā)電子自旋狀態(tài)的改變。如由第一激發(fā)單重態(tài)S1躍遷至第一激發(fā)三重態(tài)T1，使原來(lái)兩個(gè)自旋配對(duì)的電子不再配對(duì)。這種躍遷是禁阻的(不符合光譜選律)，但如果兩個(gè)能態(tài)的能層有較大重

33、疊時(shí)，如圖14.2中S1的最低振動(dòng)能級(jí)與T1的較高振動(dòng)能級(jí)重疊，就有可能通過(guò)自旋一軌道耦合等作用實(shí)現(xiàn)這一躍遷。系間跨躍的速度較慢，經(jīng)歷的時(shí)間較長(zhǎng)。</p><p>　　5．磷光發(fā)射（Phosphorescence emission，PE）</p><p>　　激發(fā)態(tài)的電子經(jīng)系間跨躍后到達(dá)激發(fā)三重態(tài)，經(jīng)過(guò)迅速的振動(dòng)弛豫而躍遷至第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，然后以輻射形式躍遷回基態(tài)的各振動(dòng)能級(jí)

34、，這個(gè)過(guò)程為磷光發(fā)射。磷光發(fā)射的躍遷仍然是自旋禁阻的，所以發(fā)光速度很慢。磷光的壽命為10－4～100s。因此，外光源照射停止后，磷光仍可持續(xù)一短時(shí)間。由于經(jīng)過(guò)系間跨躍及T1 中振動(dòng)弛豫丟失了一部分能量，所以磷光波長(zhǎng)比熒光波長(zhǎng)要長(zhǎng)，即</p><p>　　必須指出的是，T1還可能通過(guò)熱激發(fā)而重新躍回S1 即T1S1，然后再由S1經(jīng)輻射躍遷回S0，即S1S0，發(fā)出熒光，這種熒光稱為延遲熒光，其壽命與磷光相近，但波長(zhǎng)比

35、磷光短。</p><p>　　6．外部轉(zhuǎn)移（External convertion，EC）</p><p>　　激發(fā)態(tài)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子相互碰撞，并發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的過(guò)程稱為外部轉(zhuǎn)移。外部轉(zhuǎn)移能使熒光或磷光的強(qiáng)度減弱甚至消失，這種現(xiàn)象稱為猝滅或熄滅。</p><p>　　六、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜</p><p>　　熒光和磷光均屬于光致發(fā)

36、光，所以都涉及到兩種輻射，即激發(fā)光(吸收)和發(fā)射光，因而也都具有兩種特征光譜，即激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。它們是熒光和磷光定性和定量分析的基本參數(shù)及依據(jù)。</p><p><b>　　1. 激發(fā)光譜</b></p><p>　　通過(guò)測(cè)量熒光(或磷光)體的發(fā)光通量(即強(qiáng)度)隨激發(fā)光波長(zhǎng)的變化而獲得的光譜，稱為激發(fā)光譜。激發(fā)光譜的具體測(cè)繪方法是，通過(guò)掃描激發(fā)單色器，使不同波長(zhǎng)的

37、入射光照射激發(fā)熒光(磷光)體，發(fā)出的熒光(磷光)通過(guò)固定波長(zhǎng)的發(fā)射單色器而照射到檢測(cè)器上，檢測(cè)其熒光(磷光)強(qiáng)度，最后通過(guò)記錄儀記錄光強(qiáng)度對(duì)激發(fā)光波長(zhǎng)的關(guān)系曲線，即為激發(fā)光譜。通過(guò)激發(fā)光譜，選擇最佳激發(fā)波長(zhǎng)——發(fā)射熒光(磷光)強(qiáng)度最大的激發(fā)光波長(zhǎng)，常用λex表示。</p><p>　　2. 發(fā)射光譜，也稱熒光光譜或磷光光譜</p><p>　　通過(guò)測(cè)量熒光(或磷光)體的發(fā)光通量(強(qiáng)度)隨發(fā)

38、射光波長(zhǎng)的變化而獲得的光譜，稱為發(fā)射光譜。其測(cè)繪方法是，固定激發(fā)光的波長(zhǎng)，掃描發(fā)射光的波長(zhǎng)，記錄發(fā)射光強(qiáng)度對(duì)發(fā)射光波長(zhǎng)的關(guān)系曲線，即為發(fā)射光譜。通過(guò)發(fā)射光譜選擇最佳的發(fā)射波長(zhǎng)——發(fā)射熒光(磷光)強(qiáng)度最大的發(fā)射波長(zhǎng)，常用λem表示。磷光發(fā)射波長(zhǎng)比熒光來(lái)得長(zhǎng)，圖14.3為萘的激發(fā)光譜及熒光和磷光的發(fā)射光譜。 </p><p>　　圖14.3     萘的激發(fā)光譜、熒光和磷光光譜

39、</p><p>　　3. 熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的特征</p><p><b>　　★ 斯托克斯位移</b></p><p>　　在溶液熒光光譜中，所觀察到的熒光發(fā)射波長(zhǎng)總是大于激發(fā)波長(zhǎng)，λem>λex 。Stokes于1852年首次發(fā)現(xiàn)這種波長(zhǎng)位移現(xiàn)象，故稱Stokes位移。</p><p>　　斯托克斯位移說(shuō)

40、明了在激發(fā)與發(fā)射之間存在著一定的能量損失。激發(fā)態(tài)分子由于振動(dòng)弛豫及內(nèi)部轉(zhuǎn)移的無(wú)輻射躍遷而迅速衰變到S1電子激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，這是產(chǎn)生其位移的主要原因；其次，熒光發(fā)射時(shí)，激發(fā)態(tài)的分子躍遷到基態(tài)的各振動(dòng)能級(jí)，此時(shí)，不同振動(dòng)能級(jí)也發(fā)生振動(dòng)弛豫至最低振動(dòng)能級(jí)，也造成能量的損失；第三，溶劑效應(yīng)和激發(fā)態(tài)分子可能發(fā)生的某些反應(yīng)，也會(huì)加大斯托克斯位移。</p><p>　　★ 熒光發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長(zhǎng)無(wú)關(guān)</p&g

41、t;<p>　　由于熒光發(fā)射是激發(fā)態(tài)的分子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)躍遷回基態(tài)的各振動(dòng)能級(jí)所產(chǎn)生的，所以不管激發(fā)光的能量多大，能把電子激發(fā)到哪種激發(fā)態(tài)，都將經(jīng)過(guò)迅速的振動(dòng)弛豫及內(nèi)部轉(zhuǎn)移躍遷至第一激發(fā)單重態(tài)的最低能級(jí)，然后發(fā)射熒光。因此除了少數(shù)特殊情況，如S1與S2的能級(jí)間隔比一般分子大(如)及可能受溶液性質(zhì)影響的物質(zhì)外，熒光光譜只有一個(gè)發(fā)射帶，且發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。</p><p>　

42、　★ 熒光激發(fā)發(fā)光譜與吸收光譜的形狀相近似，熒光發(fā)射光譜與吸收光譜成鏡像關(guān)系</p><p>　　物質(zhì)的分子只有對(duì)光有吸收，才會(huì)被激發(fā)，所以，從理論上說(shuō)，某化合物的熒光激發(fā)光譜的形狀，應(yīng)與它的吸收光譜的形狀完全相同。然而實(shí)際并非如此，由于存在著測(cè)量?jī)x器的因素或測(cè)量環(huán)境的某些影響，使得絕大多數(shù)情況下，“表觀”激發(fā)光譜與吸收光譜兩者的形狀有所差別。只有在校正儀器因素后，兩者才非常近似，而如果也校正了環(huán)境因素后，兩面的

43、形狀才相同。</p><p>　　如果把某種物質(zhì)的熒光發(fā)射光譜和它的吸收光譜相比較低，便會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者之間存在著“鏡像對(duì)稱”關(guān)系。如圖14.4分別表示苝的苯溶液和硫酸奎寧的稀硫酸溶液的吸收光譜和熒光發(fā)射光譜。</p><p>　　為什么兩種光譜會(huì)互為鏡像關(guān)系呢？</p><p>　　這不難由熒光發(fā)射光譜和吸收光譜的成因來(lái)解釋。吸收光譜中的第一吸收帶(波長(zhǎng)較長(zhǎng)的吸收帶)是

44、由于基態(tài)分子吸收光能量被激發(fā)到第一電子激發(fā)態(tài)的各不同振動(dòng)能級(jí)，所以，其形狀取決于第一電子激發(fā)態(tài)中各振動(dòng)能級(jí)的分布情況(即能量間隔情況)，而熒光光譜是激發(fā)態(tài)分子從第一電子激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)躍回基態(tài)中的各不同振動(dòng)能級(jí)所致，所以熒光光譜的形狀取決于基態(tài)中各振動(dòng)能級(jí)的分布情況。一般情況下，基態(tài)和第一電了激發(fā)單重態(tài)中振動(dòng)能級(jí)的分布情況是相同的，所以熒光發(fā)射光譜與吸收光譜的形狀是類似的。</p><p>　　圖14.5

45、     鏡像對(duì)稱規(guī)則</p><p>　　另一方面，吸收時(shí)由基態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)躍遷到第一電子激發(fā)態(tài)的各振動(dòng)能級(jí)，振動(dòng)能級(jí)越高，所吸收的能量越大，即吸收峰的波長(zhǎng)越短；而相反，熒光發(fā)射是由第一電子激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)躍遷回基態(tài)的各振動(dòng)能級(jí)，振動(dòng)能級(jí)越大，所釋放的能量越小，即發(fā)射的熒光峰波長(zhǎng)越長(zhǎng)。另外，由于電子躍遷的速率非常之快，以致于躍遷過(guò)程中分子中原子核的相對(duì)位置沒(méi)有明

46、顯發(fā)生變化，其結(jié)果是，假如吸收時(shí)由S0的V=0與第一激發(fā)態(tài)S1的V=2 之間的躍遷幾率最大(即強(qiáng)度最大)，那么在熒光發(fā)射時(shí)，由S1的V=0躍回S0的V=2的幾率也應(yīng)該最大，如圖14.5所示?；谏鲜鲈?，熒光發(fā)射光譜與吸收光譜之間顯現(xiàn)鏡像對(duì)稱關(guān)系。</p><p>　　七、有機(jī)化合物的熒光</p><p>　　在已知大量的有機(jī)化合物當(dāng)中，僅有一小部分會(huì)發(fā)射強(qiáng)的熒光，這與有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)密切

47、相關(guān)。能發(fā)射強(qiáng)熒光的有機(jī)化合物通常具有以下的結(jié)構(gòu)特征√：</p><p>　　1. 具有電子躍遷類型的結(jié)構(gòu)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)表明，大多數(shù)能發(fā)熒光的化合物都是由或躍遷激發(fā)，然后經(jīng)過(guò)振動(dòng)弛豫等無(wú)輻射躍遷，再發(fā)生或躍遷而產(chǎn)生熒光。而其中吸收時(shí)躍遷的摩爾吸光系數(shù)比躍遷的大102～103倍， 躍遷的壽命(10－7～10－9)比躍遷的壽命(10－5～10－7)短，因此熒光發(fā)射的速率常數(shù)Kf值較

48、大，熒光發(fā)射的效率高。因此，躍遷發(fā)射熒光的強(qiáng)度大。此外，在躍遷過(guò)程中，通過(guò)系間跨躍從單重態(tài)躍遷至三重態(tài)的速率常數(shù)KISC也比較小，有利于熒光的發(fā)射?？傊?，躍遷的類型是產(chǎn)生熒光的最主要躍遷類型。</p><p>　　2. 具有大的共軛π鍵結(jié)構(gòu)</p><p>　　發(fā)生熒光(或磷光)的物質(zhì)，其分子都含有共軛雙鍵(π鍵)的結(jié)構(gòu)體系。共軛體系越大， 電子的離域性越大，越容易被激發(fā)，熒光也就越容易發(fā)

49、生，且熒光光譜向長(zhǎng)波移動(dòng)。大部分熒光物質(zhì)都具有芳環(huán)或雜環(huán)，芳環(huán)越大，其熒光(或磷光)峰越向長(zhǎng)波移動(dòng)，且熒光強(qiáng)度往往也較強(qiáng)。例如苯和萘的熒光位于紫外區(qū)，蒽位于藍(lán)區(qū)，丁省位于綠區(qū)，戊省位于紅區(qū),見(jiàn)表14.1。</p><p>　　同一共軛環(huán)數(shù)的芳族化合物，線性環(huán)結(jié)構(gòu)者的熒光波長(zhǎng)比非線性者要長(zhǎng)，如蒽和菲，其共軛環(huán)數(shù)相同，前者為線性環(huán)結(jié)構(gòu)，后者為“角”形結(jié)構(gòu)，前者λem為400nm，后者λem為350nm。</p&

50、gt;<p>　　3. 具在剛性平面結(jié)構(gòu)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多數(shù)具有剛性平面結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物分子都具有強(qiáng)烈的熒光，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)可以減少分子的振動(dòng)，使分子與溶劑或其他溶質(zhì)分子之間的相互作用減少，即可減少能量外部轉(zhuǎn)移的損失，有利于熒光的發(fā)射。而且平面結(jié)構(gòu)可以增大分子的吸光截面，增大摩爾吸光系數(shù)，增強(qiáng)熒光強(qiáng)度。酚酞與熒光黃(亦稱熒光素)的結(jié)構(gòu)十分相近(下圖所示)，只是由于熒光黃分子中的氧橋使其

51、具有剛性平面結(jié)構(gòu)，因而在溶液中呈現(xiàn)強(qiáng)烈的熒光，在0.1mol·L-1的NaOH溶液中，熒光效率達(dá)0.92，而酚酞卻沒(méi)有熒光。又如芴與聯(lián)二苯(下圖所示)，由于芴中的亞甲基使分子的剛性平面增加，導(dǎo)致兩者在熒光性質(zhì)上的顯著差別，前者熒光產(chǎn)率接近于1，后者僅為0.18。萘與維生素A都具有5個(gè)共軛π鍵(下圖所示)，而前者為平面結(jié)構(gòu)，后者為非剛性結(jié)構(gòu)，因而前者的熒光強(qiáng)度為后者的5倍。</p><p>　　八、無(wú)機(jī)化

52、合物的熒光</p><p>　　無(wú)機(jī)化合物的熒光有無(wú)機(jī)鹽類的熒光和金屬螯合物的熒光兩種：</p><p>　　★ 某些無(wú)機(jī)鹽類的熒光</p><p>　　無(wú)機(jī)化合物本身能發(fā)熒光(或磷光)的不多，常見(jiàn)的主要有鑭系元素(Ⅲ)的化合物，U(Ⅵ)化合物，類汞離子化合物Tl(Ⅰ)、Sn(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Sb(Ⅲ)、Bi(Ⅲ)、Se(Ⅳ)、Te(Ⅳ)等，以及某些過(guò)

53、渡金屬離子，如Cr(Ⅲ)等。這些化合物在低溫(液氮)下都有較高的熒光效率和選擇性，因此常用低溫?zé)晒夥ㄟM(jìn)行測(cè)定。</p><p>　　★ 金屬螯合物的熒光</p><p>　　不少不發(fā)熒光的無(wú)機(jī)離子與具有吸光結(jié)構(gòu)的有機(jī)試劑發(fā)生配合作用，生成會(huì)發(fā)熒光的螯合物，可以進(jìn)行熒光測(cè)定。這種能發(fā)熒光的螯合物可能是螯合物中配位體的發(fā)光，也可能是螯合物中金屬離子的發(fā)光。</p><p&g

54、t;　　● 螯合物中配位體的發(fā)光。這一類螯合物中金屬離子的外電子層具有與惰性氣體相同的結(jié)構(gòu)，為抗磁性的離子，它與含有芳基的有機(jī)配位體形成螯合物時(shí)多數(shù)會(huì)發(fā)射較強(qiáng)的熒光。這是因?yàn)樵瓉?lái)的配位體雖有吸收光構(gòu)型，但其最低激發(fā)單重態(tài)的S1是n—型，及缺乏剛性平面結(jié)構(gòu)，所以并不發(fā)熒光，而與金屬離子配合后，配位體變?yōu)樽畹图ぐl(fā)單重態(tài)的—型，且由于螯合物的形成，而具有剛性平面結(jié)構(gòu)，因此能發(fā)射熒光。如下列例子所示</p><p>　　

55、● 螯合物中金屬離子的熒光。這些金屬離子的次外層中具有未充滿電子的d軌道或f軌道，它們吸收光時(shí)，會(huì)發(fā)生或的吸收躍遷。也會(huì)發(fā)生或的發(fā)光躍遷，但躍遷幾率很小，吸光及發(fā)光很弱。當(dāng)與配位體螯合時(shí)，則首先是發(fā)生配位體的 吸收躍遷，而通常金屬離子的或能層在配位體激發(fā)后最低激發(fā)單重態(tài)S1能層的下方，因而可以發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，由S1轉(zhuǎn)移給或，然后發(fā)生 或躍遷，使躍遷幾率增大，發(fā)光強(qiáng)度增大。</p><p>　　九、熒光（或磷光）量

56、子產(chǎn)率</p><p>　　激發(fā)態(tài)分子的去激發(fā)包括兩種過(guò)程，即無(wú)輻射躍遷過(guò)程和輻射躍遷過(guò)程，輻射躍遷可發(fā)射熒光(延遲熒光)或磷光。而有多少比例的激發(fā)分子發(fā)射出熒光(或磷光)呢?？梢杂脽晒饬孔赢a(chǎn)率--有時(shí)也叫熒光效率或熒光產(chǎn)率(或磷光量子產(chǎn)率)表示。定義為：熒光物質(zhì)吸光后所發(fā)射熒光的光量子數(shù)與所吸光的光量子數(shù)之比，即：</p><p>　　許多吸光物質(zhì)并不能發(fā)射熒光，這是因?yàn)榧ぐl(fā)態(tài)分子的去激

57、發(fā)過(guò)程中，除發(fā)射熒光(磷光)外，還有無(wú)輻射躍遷過(guò)程與之競(jìng)爭(zhēng)。所以，熒光量子產(chǎn)率與其他各種過(guò)程的速率常數(shù)有關(guān)。表14.4列出分子吸光及去激發(fā)的過(guò)程及速率常數(shù)。</p><p><b>　　因此，可以表示為：</b></p><p>　　式中，ΣKi為無(wú)輻射躍遷各種過(guò)程的速率常數(shù)之和，即ΣKi ＝KIC＋KISC＋KQ[Q]。從上式可以看出，凡是能使Kf值升高而使其它Ki

58、值降低的因素，都可以提高量子產(chǎn)量，增強(qiáng)熒光。對(duì)于高熒光分子(如熒光素)來(lái)說(shuō)，接近于1，說(shuō)明該分子的Kf較大，ΣKi相對(duì)于Kf可忽略不計(jì)。一般熒光物質(zhì)小于1，不發(fā)熒光的物質(zhì)Kf為0，＝0。一般說(shuō)來(lái)，Kf主要取決于化學(xué)結(jié)構(gòu)(上節(jié)已敘述)，Ki則主要取決于化學(xué)環(huán)境的因素，同時(shí)也與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。從各種速率常數(shù)還可以得到熒光壽命τf: </p><p>　　磷光的量子產(chǎn)率與熒光量子產(chǎn)率相似。</p><

59、p>　　十、熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)濃度的關(guān)系</p><p>　　熒光強(qiáng)度If正比于吸收的光量(光強(qiáng))Ia及熒光量子產(chǎn)率：</p><p><b>　　If=Ia</b></p><p>　　吸收的光量(光強(qiáng))Ia應(yīng)為入射光的光強(qiáng)I0與透射光的光強(qiáng) It 之差，即： </p><p><b>　　Ia＝ I0

60、－It</b></p><p>　　根據(jù)吸收定律(朗伯-比耳定律)： </p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　式中，ε為摩爾吸光系數(shù)，b為樣品溶液的光程(即液池的厚度)，C為樣品的摩爾濃度。</p><p><b>　　而的展開(kāi)式為：</b></p>

61、<p>　　當(dāng)濃度C很稀，吸收光量不超過(guò)總光量的2％時(shí)，(約為0.02)，則展開(kāi)式的高次項(xiàng)可忽略，即：</p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　　當(dāng)I0及b一定時(shí)：</b></p><p><b>　　If＝KC</b></p><p&

62、gt;　　上式表明，熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)的濃度成正比，這是熒光分析法定量分析的依據(jù)。但是，應(yīng)該注意的是，此式只適合于熒光物質(zhì)的稀溶液。當(dāng)C較大，時(shí)，線性關(guān)系將受到破壞。其原因是受激后的激發(fā)態(tài)分子與體系中的其他分子所碰撞，使其以非輻射擊躍遷的形式去激化，產(chǎn)生熒光猝滅，或者激發(fā)態(tài)分子所發(fā)射的熒光被沒(méi)受激發(fā)的分子所吸收，而又因一般小于1，所以發(fā)生所謂的“自吸收”現(xiàn)象而使熒光減弱。為了減少碰撞去激發(fā)的機(jī)會(huì)，可以用降低溫度，增大溶液粘度或把熒光(磷

63、光)物質(zhì)附著在固體支撐物測(cè)定的方法，以減少猝滅效應(yīng)。</p><p>　?。厶貏e要指出的是磷光發(fā)射，因其平均壽命較長(zhǎng)，碰撞去激發(fā)的效應(yīng)更大，所以常采用低溫磷光或固體磷光方法。］</p><p>　　十一、影響熒光強(qiáng)度的環(huán)境因素√</p><p>　　影響熒光強(qiáng)度的因素除了熒光物質(zhì)的本身結(jié)構(gòu)及其濃度以外，環(huán)境也是一個(gè)很重要的因素，主要是溶劑、溫度、介質(zhì)酸度、氫鍵的形成

64、及其它的因素。</p><p><b>　　1. 溶劑的影響</b></p><p>　　同一種熒光體在不同的溶劑中，其熒光光譜和熒光強(qiáng)度都可能會(huì)有顯著的差別，尤其是那些在芳環(huán)上含有極性取代基的熒光體，它們更容易受到溶劑的影響。溶劑的影響一般分為一般的溶劑效應(yīng)和特殊的溶劑效應(yīng)。</p><p>　　● 一般溶劑效應(yīng)指的是溶劑的折射率和介電常數(shù)的

65、影響。這種影響是普遍存在的。一般情況下，折射率加大，將使熒光光譜的Stokes位移減少，而介電常數(shù)加大，將使Stokes位移加大，且熒光效率提高。</p><p>　　● 特殊溶劑效應(yīng)指的是熒光體與溶劑分子的特殊化學(xué)作用，如氫鍵的形成和某些化合作用。特殊溶劑效應(yīng)對(duì)熒光光譜及強(qiáng)度的影響往往大于一般溶劑效應(yīng)。對(duì)于熒光發(fā)射的主要電子躍遷類型躍遷來(lái)說(shuō)，電子激發(fā)態(tài)比基態(tài)具有更大的極性，所以隨著溶劑極性的增大，對(duì)激發(fā)態(tài)比對(duì)基

66、態(tài)產(chǎn)生更大的穩(wěn)定作用，因此降低了躍遷的能量，熒光光譜發(fā)生紅移，而且熒光增強(qiáng)。表14.5為8-巰基喹啉在幾種不同溶劑中熒光特性。但應(yīng)該注意到一些相反的情況，如苯胺萘磺酸類化合物隨溶劑極性的增大，光譜發(fā)生藍(lán)移，且強(qiáng)度降低。</p><p>　　如果溶劑分子與熒光物質(zhì)形成氫鍵，將使熒光峰明顯紅移，熒光強(qiáng)度一般增大。如果溶劑分子和熒光物質(zhì)形成化合物，或溶劑使熒光物質(zhì)的電離狀態(tài)或存在型體發(fā)生變化，則熒光峰位置和強(qiáng)度都會(huì)發(fā)生

67、較大的變化。此外，在含有重原子的溶劑(如碘化乙酯、二碘烷、溴化正丙酯等)中，一般也使熒光體的熒光強(qiáng)度降低，而使磷光強(qiáng)度升高，這種現(xiàn)象稱為“外重原子效應(yīng)”。溶劑中重原子的高核電荷引起溶質(zhì)分子的自旋與軌道之間強(qiáng)烈的耦合作用，結(jié)果使 的系間跨躍、磷光發(fā)射及的系間跨躍等過(guò)程的幾率增大。因此熒光削弱，而磷光增強(qiáng)。</p><p><b>　　2. 溫度的影響</b></p><p&

68、gt;　　溫度對(duì)于溶液的熒光強(qiáng)度有著顯著的影響。通常，隨著溫度的增高，熒光物質(zhì)溶液的熒光量子產(chǎn)率及熒光強(qiáng)度將降低，圖14.7為不同溫度下鄰菲啰啉的熒光光譜。</p><p>　　圖14.7     不同溫度下鄰菲啰啉的</p><p>　　熒光光譜（在鄰二苯中）</p><p>　　當(dāng)溶液不存在猝滅劑時(shí)，熒光的量子產(chǎn)率與去激化

69、的輻射躍遷過(guò)程及非輻射躍遷過(guò)程的相對(duì)速率有關(guān)。一般認(rèn)為輻射過(guò)程速率不隨溫度變化，因此，熒光量子產(chǎn)率的變化反映了非輻射躍遷過(guò)程速率的變化。隨著溶液溫度的升高，介質(zhì)粘度降低，分子運(yùn)動(dòng)速率也變大，從而使熒光分子與溶劑分子或其它分子的碰撞幾率增加，外部能量轉(zhuǎn)移速率變大。因此，熒光量子產(chǎn)率降低。 溶液溫度上升而使熒光強(qiáng)度降低的另一個(gè)主要原因是分子的內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化作用。多原子分子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的位能曲線可能相交或相切于一點(diǎn)，如圖14.8所示。<

70、/p><p>　　圖14.8     內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化的位能曲線</p><p>　　當(dāng)激發(fā)態(tài)分子接受到額外熱能而沿激發(fā)位能曲線AC移動(dòng)至交點(diǎn)C時(shí)，有可能轉(zhuǎn)換至基態(tài)的位能曲線NC，使激發(fā)能轉(zhuǎn)化為基態(tài)的振動(dòng)能，隨后通過(guò)振動(dòng)弛豫而喪失振動(dòng)能量。</p><p><b>　　3．介質(zhì)酸度的影響</b></p>

71、;<p>　　帶有酸性基團(tuán)或堿性基團(tuán)的大多數(shù)芳香族化合物，其熒光特性都與溶液的酸度(pH)有關(guān)。這是因?yàn)樵诓煌岫冉橘|(zhì)條件下，熒光體的存在型體不同，不同的型體(分子與其離子)在電子構(gòu)型上有所不同，而且基態(tài)和激發(fā)態(tài)所表現(xiàn)出來(lái)的酸、堿性也有所差別。因此不同酸度下，熒光光譜和熒光強(qiáng)度都可能發(fā)生變化。所以在熒光分析中一般都要較嚴(yán)格地控制溶液的pH值。下列為兩個(gè)實(shí)例：</p><p>　　利用金屬離子與有機(jī)試

72、劑反應(yīng)生成螯合物而進(jìn)行熒光測(cè)定時(shí)，也受到溶液pH的影響。一方面pH會(huì)影響螯合物的生成和穩(wěn)定性，另一方面還可能影響螯合物的組成，因而影響它們的熒光特性。例如，Ga3+與2，2’-二羥基偶氮苯在pH3-4溶液中生成1：1的配合物，它能發(fā)射熒光；而在pH6-7溶液中則生成1：2的配合物，它不發(fā)射熒光。</p><p>　　4. 形成氫鍵的影響</p><p>　　熒光物質(zhì)與溶劑分子或其他溶質(zhì)分子

73、所形成的分子間氫鍵可能有兩種情況：一種是在激發(fā)之前熒光體的基態(tài)所形成的氫鍵，這種情況一般使摩爾吸光系數(shù)ε增大，即吸收增強(qiáng)，因此熒光強(qiáng)度增大。同時(shí)也可能發(fā)生分子極性及共軛程度的變化，因此吸收光譜(熒光激發(fā)光譜)及熒光發(fā)射光譜都可能發(fā)生變化。另一種情況是激發(fā)之后熒光體的激發(fā)態(tài)所形成的氫鍵，所以吸收光譜(激發(fā)光譜)不受影響，而熒光發(fā)射光譜會(huì)發(fā)生變化。</p><p><b>　　5. 其他方面影響</b

74、></p><p>　　表面活性劑的存在對(duì)熒光光譜及強(qiáng)度都會(huì)產(chǎn)生影響。熒光體在由表面活性劑形成膠束的微環(huán)境中，不僅可以減少非輻射去激化過(guò)程和猝滅過(guò)程的速率，提高熒光量子產(chǎn)率，而且由于表面活性劑參與組成配合物而增大分子的有效吸光截面積，導(dǎo)致摩爾吸光系數(shù)的增大。因此，在膠束溶液中，熒光強(qiáng)度增強(qiáng)，測(cè)定的靈敏度提高。多元配合物的形成通常也可以增強(qiáng)熒光強(qiáng)度，提高熒光測(cè)定的靈敏度。</p><p&g

75、t;<b>　　十二、熒光的猝滅</b></p><p>　　熒光的猝滅(熄滅)一詞，從廣義上說(shuō)，指的是任何可使某給定熒光物質(zhì)的熒光強(qiáng)度降低的作用，或者任何可使熒光強(qiáng)度不與熒光物質(zhì)的濃度呈線性關(guān)系的作用。從狹義上說(shuō)，指的是熒光物質(zhì)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子之間的相互作用，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。與熒光物質(zhì)發(fā)生相互作用而使熒光強(qiáng)度降低的物質(zhì)，稱為猝滅劑。熒光猝滅的形式很多，機(jī)理也比較復(fù)雜。主

76、要有如下幾種類型：</p><p><b>　　1. 碰撞猝滅</b></p><p>　　碰撞猝滅是熒光猝滅的主要類型之一。它指的是處于激發(fā)單重態(tài)的熒光分子與猝滅劑分子Q相碰撞，使釋放熱量給環(huán)境，以無(wú)輻射的形式躍遷回基態(tài)，產(chǎn)生猝滅作用，這種猝滅也稱動(dòng)態(tài)猝滅。這一過(guò)程可以表示如下：</p><p>　　根據(jù)熒光量子產(chǎn)率的定義，在無(wú)Q時(shí)的量子產(chǎn)率

77、φ0及Q存在時(shí)的量子產(chǎn)率φq 分別為:</p><p>　　則無(wú)Q時(shí)的熒光強(qiáng)度(If)0及Q存在時(shí)的熒光強(qiáng)度(If)q之比為: </p><p>　　式中，K稱為猝滅速率常數(shù)，，可以推得，K與熱力學(xué)溫度T成正比，與溶液的粘度成反比?？梢?jiàn)，碰撞猝滅效應(yīng)隨溫度的升高而增強(qiáng)，而隨粘度的增大而降低。</p><p>　　2. 生成化合物的猝滅</p><

78、p>　　生成化合物的猝滅也稱為靜態(tài)猝滅，它指的是基態(tài)的熒光物質(zhì)與猝滅劑反應(yīng)生成非熒光的化合物，導(dǎo)致熒光的猝滅，可用下式表示：</p><p>　　從上式也容易推導(dǎo)出熒光強(qiáng)度與猝滅劑平衡濃度之間的關(guān)系：</p><p>　　式中(If)0及(If)q分別為加入猝滅劑Q之前及之后的熒光強(qiáng)度，CM為熒光物質(zhì)的總濃度。上式與動(dòng)態(tài)猝滅的關(guān)系式一樣，只是常數(shù)K的意義不同。利用上面的關(guān)系式可以用于

79、熒光猝滅法的定量分析。</p><p><b>　　3. 能量轉(zhuǎn)移猝滅</b></p><p>　　當(dāng)猝滅劑吸收光譜與熒光體的熒光光譜有重疊時(shí)，處于激發(fā)單重態(tài)的熒光體激發(fā)分子的能量就可能轉(zhuǎn)移到猝滅劑分子上，或者猝滅劑吸收了熒光體發(fā)射的熒光，使熒光猝滅，而猝滅劑被激發(fā)，這種猝滅俗稱“內(nèi)濾作用”?？捎孟率奖硎荆?lt;/p><p><b>　

80、　4. 氧的猝滅</b></p><p>　　O2可以說(shuō)是熒光和磷光的最普遍存在的猝滅劑。對(duì)于溶液磷光來(lái)說(shuō)，氧的猝滅作用是十分有效的，通常觀察不到溶液的室溫磷光現(xiàn)象。而對(duì)于溶液熒光來(lái)說(shuō)，不同的熒光物質(zhì)或同一熒光物質(zhì)在不同的溶劑中，對(duì)氧的猝滅作用的敏感性有所不同。氧對(duì)溶液熒光產(chǎn)生猝滅作用的原因比較復(fù)雜，還沒(méi)有一個(gè)完整的確定說(shuō)法，可能包含著多種機(jī)理。有的認(rèn)為可能是由于三重態(tài)的氧分子和激發(fā)單重態(tài)的熒光分子相

81、互作用形成激發(fā)單重態(tài)的氧分子和激發(fā)三重態(tài)的熒光分子所引起的，如下式表示：</p><p>　　也有的認(rèn)為氧和其它順磁性的物質(zhì)一樣，它們之所以會(huì)使熒光猝滅，是由于它們能夠促進(jìn)激發(fā)單重態(tài)的熒光分子的系間跨躍()以及提高熒光物質(zhì)基態(tài)分子的系間吸收躍遷()的幾率；還有的認(rèn)為熒光猝滅是由于熒光物質(zhì)受到氧化的緣故。</p><p>　　5. 轉(zhuǎn)入三重態(tài)的猝滅</p><p>　

82、　在“重原子效應(yīng)”段落已經(jīng)敘述，溴化物和碘化物都能產(chǎn)生“重原子效應(yīng)”，促使熒光分子的激發(fā)單重態(tài)轉(zhuǎn)入激發(fā)三重態(tài)，導(dǎo)致熒光的猝滅。上面也已提及，氧的猝滅作用也可能是O2促使熒光體分子轉(zhuǎn)入激發(fā)三重態(tài)所致。</p><p>　　6. 熒光物質(zhì)的自猝滅</p><p>　　當(dāng)熒光物質(zhì)的濃度較大時(shí)，會(huì)使熒光強(qiáng)度降低，熒光強(qiáng)度與濃度不成線性關(guān)系，稱為熒光物質(zhì)的自猝滅。自猝滅可能有如下幾個(gè)原因：</

83、p><p>　　★ 熒光物質(zhì)分子之間的碰撞能量損失，這實(shí)際上是能量的外部轉(zhuǎn)移形式。</p><p>　　★ 熒光物質(zhì)的自吸收，當(dāng)熒光物質(zhì)的吸收光譜與熒光發(fā)射光譜重疊時(shí)，會(huì)發(fā)生自吸收現(xiàn)象，處于S1激發(fā)態(tài)的分子發(fā)射的熒光被處于基態(tài)的分子所吸收，使熒光強(qiáng)度降低。</p><p>　　★ 熒光物質(zhì)分子的締合。某些熒光體分子處于基態(tài)時(shí)會(huì)形成二聚體或多聚體，或者激發(fā)態(tài)分子1M*與基

84、態(tài)分子M形成激發(fā)態(tài)二聚體1(M*M)。這些聚合物與熒光單體一般都會(huì)具有不同的熒光特性，有的使熒光強(qiáng)度降低甚至不發(fā)射熒光，有的使光譜發(fā)生變化。</p><p>　　此外，還有電荷轉(zhuǎn)移猝滅，光化學(xué)反應(yīng)猝滅等，不一一敘述。</p><p><b>　　十三、熒光分析儀</b></p><p>　　熒光分析儀器與紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的基本組成部件相同，

85、即有光源、單色器、樣品池、檢測(cè)器和記錄顯示裝置五個(gè)部分。熒光儀器的單色器有兩個(gè)，分別用于選擇激發(fā)波長(zhǎng)和熒光發(fā)射波長(zhǎng)。除了基本些部件的性能不同外，熒光儀器與紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的最大不同是，熒光的測(cè)量通常在與激發(fā)光垂直的方向上進(jìn)行，以消除透射光和雜散光對(duì)熒光測(cè)量的影響。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖14.9所示。</p><p>　　熒光分析儀的各主要部件簡(jiǎn)要分述如下：</p><p><b>

86、　　1. 激發(fā)光源</b></p><p>　　激發(fā)光源應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、適用波長(zhǎng)范圍寬、穩(wěn)定等特點(diǎn)。常用的光源有高壓汞燈和氙弧燈。</p><p><b>　　● 高壓汞燈</b></p><p>　　高壓汞燈是以汞蒸氣放電發(fā)光的光源，主要有365、405、436nm 的三條譜線，尤以365nm譜線最強(qiáng)，一般濾光片式的熒光計(jì)多采用

87、它為激發(fā)光源。</p><p><b>　　● 氙弧燈</b></p><p>　　氙弧燈通常就叫氙燈，是目前熒光分光分度計(jì)中應(yīng)用最廣泛的一種光源。它是一種短弧氣體放電燈，外套為石英，內(nèi)充氙氣，室溫時(shí)其壓力為506625Pa，工作時(shí)壓力為2026500Pa，具有光強(qiáng)度大，在200～800nm 范圍內(nèi)是連續(xù)光源的特點(diǎn)。氙燈的燈內(nèi)氣壓高，啟動(dòng)時(shí)的電壓高（20～40KV），

88、因此使用時(shí)一定要注意安全。</p><p>　　此外，高功率的可調(diào)諧染料激光器是一種新型的熒光激發(fā)光源。這種光源不需單色器和濾光片，具有單色性好，強(qiáng)度大，脈沖激光時(shí)間短而減少光敏物質(zhì)的分解等優(yōu)點(diǎn)。但是儀器設(shè)備較復(fù)雜，所以應(yīng)用還不廣泛。</p><p><b>　　2. 單色器</b></p><p>　　熒光分析儀中應(yīng)用最多的單色器為光柵單色器

89、，稱為熒光分光光度計(jì)。光柵有兩塊，第一塊為激發(fā)單色器，用于選擇激發(fā)光的波長(zhǎng)，第二塊為發(fā)射單色器，用于選擇熒光發(fā)射波長(zhǎng)，一般是后者的光柵閃耀波長(zhǎng)比前者來(lái)得長(zhǎng)一些。在比較低檔次的熒光計(jì)中，采用濾光片作為單色器，多使用干涉濾光片以獲得純度較好的“單色光”。第一濾光片用以分離出所需用的激發(fā)光，第二濾光片用以濾去雜散光、瑞利光、拉曼光和雜質(zhì)所發(fā)射的熒光。</p><p><b>　　3. 樣品池</b>

90、;</p><p>　　熒光分析的樣品池通常用石英材料做成，它與吸光分析法的液池不同在于，熒光樣品池的四面均為磨光透明面，同時(shí)一般僅有一種厚度為1cm的液池。</p><p><b>　　4. 檢測(cè)器</b></p><p>　　簡(jiǎn)易型的熒光計(jì)可用目視檢測(cè)，或用硒光電池，光電管檢測(cè)?，F(xiàn)在的熒光計(jì)多采用光電倍增管進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)器的方向應(yīng)與激發(fā)光的

91、方向成直角，以消除樣品池中透射光和雜散光的干擾。 在現(xiàn)代的高級(jí)儀器中，光導(dǎo)攝象管用來(lái)作為光學(xué)多道分析器（簡(jiǎn)稱OMA）的檢測(cè)器。它具有檢測(cè)效率高、動(dòng)態(tài)范圍寬、線性響應(yīng)好、堅(jiān)固耐用和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。它的檢測(cè)靈敏度雖不如光電倍增管，但卻能同時(shí)接受熒光體的整個(gè)發(fā)射光譜。</p><p>　　5. 記錄，顯示裝置</p><p>　　熒光儀的讀出裝置有數(shù)字電壓表或記錄儀。現(xiàn)代儀器都配上計(jì)算機(jī)，進(jìn)行自動(dòng)

92、控制和顯示熒光光譜及各種參數(shù)。</p><p>　　十四、熒光儀器的校正及靈敏度</p><p><b>　　1. 儀器的校正</b></p><p>　　人們總希望儀器能記錄熒光物質(zhì)真實(shí)的熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，這種理想化的儀器應(yīng)該是激發(fā)光源、單色器及檢測(cè)器等各部分在所需要的整個(gè)波段中，性能都一樣，如圖14.10所示。但是這種理想化的光學(xué)部件

93、實(shí)際上并不存在，因此，對(duì)于一些較特殊的測(cè)定（如熒光量子產(chǎn)率的測(cè)定計(jì)算，動(dòng)力學(xué)的某些研究等），需對(duì)實(shí)際測(cè)定的“表觀光譜”進(jìn)行校正，以獲得真實(shí)的光譜。</p><p>　　圖14.10     理想化儀器的光譜特性</p><p>　　對(duì)熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的校正比較復(fù)雜，如有需要可參考有關(guān)專著。在現(xiàn)代儀器上，不少已在熒光分光光度計(jì)上裝配有光譜校正裝置

94、。</p><p>　　此外，雜質(zhì)光對(duì)熒光測(cè)量也有明顯的影響，必須注意加以清除，在不少儀器中也還有雜質(zhì)光的校正裝置。</p><p>　　2. 熒光儀器的靈敏度</p><p>　　熒光分析法的靈敏度包含有兩個(gè)部分：一是熒光體的本身因素，即熒光體的吸光系數(shù)及熒光量子產(chǎn)率；二是熒光儀器因素，它受到光源強(qiáng)度、穩(wěn)定性、單色器的雜散光水平、光電倍增管的特性、高壓電源穩(wěn)定性及

95、放大器的特性諸因素的影響。與紫外可見(jiàn)分光光度法比較，熒光分析法的靈敏度要高出2～4個(gè)數(shù)量級(jí)，這主要取決于儀器的因素。其一，熒光強(qiáng)度正比于入射光的強(qiáng)度，所以增大光源的強(qiáng)度可以提高靈敏度，降低檢測(cè)限；其二，熒光的測(cè)量是在激發(fā)光的垂直方向檢測(cè)的，即在暗背景中檢測(cè)，所以只要較好地消除雜散光，采用較靈敏的檢測(cè)器，很微弱的熒光都可以檢測(cè)，所以檢測(cè)限較低。而吸光分析法是在亮背景下檢測(cè)透射光與入射光強(qiáng)度的比值，所以當(dāng)強(qiáng)度較小時(shí)，透射光與入射光強(qiáng)度相差很

96、小，因此不能準(zhǔn)確的檢測(cè)，所以檢測(cè)限較高。</p><p>　　用檢測(cè)限來(lái)表示熒光法的靈敏度，在實(shí)際工作中是比較直觀和方便的。熒光分析法的檢測(cè)限可以有兩種表示方法：一是以喹寧表示，在0.05mol·L－1硫酸中，喹寧的熒光峰為450nm，當(dāng)喹寧溶液很?。ㄈ?.05μg·L－1）時(shí)，溶劑的拉曼峰所造成的對(duì)喹寧熒光信號(hào)的噪聲已相當(dāng)顯著。因此人們常以此時(shí)喹寧信號(hào)與儀器噪聲之比的喹寧濃度定為該儀器的檢測(cè)

97、靈敏度。多數(shù)儀器的檢測(cè)靈敏度為0.05μg·L－1喹寧，有些靈敏度高的儀器可達(dá)0.005μg·L－1喹寧；二是以水的拉曼光信噪比表示，當(dāng)水分子被激發(fā)時(shí)，水分子蒙受暫時(shí)的畸變，在極短的時(shí)間內(nèi)（10－12－10－15s），會(huì)向各個(gè)方向發(fā)射出與激發(fā)光波長(zhǎng)相等的瑞利光和波長(zhǎng)略長(zhǎng)的拉曼光。通過(guò)測(cè)量拉曼光的信噪比可以衡量?jī)x器的檢測(cè)靈敏度。由于純的水易得，用同一波長(zhǎng)的光激發(fā)水分子所產(chǎn)生的拉曼光波長(zhǎng)一樣，便于檢測(cè)，所以用拉曼光信噪比

98、表示儀器的靈敏度已為較多的產(chǎn)家所采用。</p><p>　　十五、磷光分析儀與熒光分析儀的差別</p><p>　　磷光分析儀器與熒光分析儀器同樣由五個(gè)基本部件組成，但需要有一些特殊的配件，在比較好的熒光分析儀器上都配有磷光分析的配件，因此兩種方法可以用同一儀器。磷光分析儀器與熒光分析儀器的主要區(qū)別有兩點(diǎn)。</p><p>　　1. 樣品池需配有冷卻裝置</p

99、><p>　　對(duì)于溶液磷光的測(cè)定，常采用低溫磷光分析法，即試樣溶液需要低溫冷凍。通常把試液裝入內(nèi)徑約1-3mm的石英細(xì)管（液池）中，然后將液池插入盛有液氮的石英杜瓦瓶?jī)?nèi)，如圖14.11所示。</p><p>　　圖14.11     低溫磷光分析的樣品池系統(tǒng) </p><p>　　激發(fā)光通過(guò)杜瓦瓶的沒(méi)有鍍銀的部位照射到試樣上，所產(chǎn)

100、生的磷光經(jīng)由直角方向上的類似部位投射到發(fā)射單色器后加以檢測(cè)。</p><p><b>　　2. 磷光鏡</b></p><p>　　有些物質(zhì)會(huì)同時(shí)發(fā)射熒光和磷光，因此在測(cè)定磷光時(shí)，必須把熒光分離去。為此目的，可利用磷光壽命比熒光長(zhǎng)的特點(diǎn)，在激發(fā)單色器和液池之間及在發(fā)射單色器和液池之間各裝上一個(gè)斬波片，并且由一個(gè)同步馬達(dá)帶動(dòng)。這種裝置稱為磷光鏡，它有轉(zhuǎn)筒式（以圖14.1

101、2a）和轉(zhuǎn)盤(pán)式（如圖14.12b）兩種類型，尤以后者更為通用。</p><p>　　圖14.12     轉(zhuǎn)筒式磷光鏡(a)和轉(zhuǎn)盤(pán)式磷光鏡(b)</p><p>　　這兩種類型的工作原理是一樣的，現(xiàn)以轉(zhuǎn)筒式磷光鏡說(shuō)明之。轉(zhuǎn)筒式磷光鏡是一個(gè)空心圓筒，在其周圍的面上有兩個(gè)以上的等向距的狹縫，當(dāng)馬達(dá)帶動(dòng)圓筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自激發(fā)單色器的入射光斷續(xù)交替地射到樣品池

102、，由試樣發(fā)射的光也是斷續(xù)交替（但與入射光異相）地到達(dá)發(fā)射單色器的入口狹縫。而在磷光鏡從遮斷激發(fā)光轉(zhuǎn)到磷光鏡的出光狹縫對(duì)準(zhǔn)發(fā)射單色器的入口狹縫的瞬間，由于散射光及熒光隨著激發(fā)光被遮斷而消失，檢測(cè)器上便只檢測(cè)得磷光的信號(hào)。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)圓筒的轉(zhuǎn)速，可以測(cè)出不同壽命的磷光。</p><p>　　十六、熒光分析法的特點(diǎn)</p><p><b>　　1. 靈敏度高</b><

103、;/p><p>　　前面已述，熒光分析法的靈敏度比吸光分析法高2～4個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)下限在0.1～0.001μg·mL－1之間。主要原因有二：一是熒光信號(hào)是在暗背景下檢測(cè)的，噪聲小，較微弱的信號(hào)也能被檢測(cè)，且可以高倍放大；二是熒光強(qiáng)度和激發(fā)光強(qiáng)度成正比關(guān)系，可以提高激發(fā)光的光強(qiáng)以增大熒光強(qiáng)度。</p><p><b>　　2. 選擇性好 </b></p>

104、;<p>　　熒光分析法的光譜比較簡(jiǎn)單，特征性強(qiáng)，而且有激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，選擇的余地大。如果某幾種物質(zhì)的激發(fā)光譜相似，就可以從它們發(fā)射光譜的差異進(jìn)行鑒別和分析；相反如果發(fā)射光譜相似，可以從它們激發(fā)光譜的差異進(jìn)行鑒別和分析，尤其是有機(jī)化合物的分析更是如此。</p><p>　　對(duì)于金屬離子的分析來(lái)說(shuō)，往往選擇性不太高，這是由于金屬離子的分析往往是通過(guò)產(chǎn)生具有熒光特性的配合物或熒光猝滅進(jìn)行測(cè)定。而且熒

105、光特性又往往取決于配位體，不同金屬離子經(jīng)常與同一配位體形成相似的配合物，具有相似的熒光特性，故會(huì)互相干擾。</p><p>　　3. 熒光法提供比較多的物理參數(shù)</p><p>　　可提供包括激發(fā)光譜、發(fā)射光譜和三維光譜以及熒光強(qiáng)度、熒光效率、熒光壽命等多種物理參數(shù)。這些參數(shù)反映了分子的各種特性，能從不同角度提供研究對(duì)象的分子的信息。</p><p>　　熒光分析法

106、的缺點(diǎn)是應(yīng)用還不夠廣泛，這是因?yàn)楸旧砟馨l(fā)射熒光的物質(zhì)相對(duì)較少，用加入某種試劑使非熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熒光物質(zhì)來(lái)進(jìn)行分析，其數(shù)量也還不多。此外，熒光分析的靈敏度高，測(cè)定時(shí)對(duì)環(huán)境因素較為敏感，干擾因素較多。</p><p>　　十七、熒光分析法的應(yīng)用</p><p>　　熒光分析法目前還主要用于無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的定量分析，但隨著其研究的深入，在定性分析、結(jié)構(gòu)分析及作為某些研究領(lǐng)域的手段也日漸增多，具有

107、較為廣闊的應(yīng)用前景。</p><p>　　熒光定量分析的方法主要有校正曲線法，依據(jù)熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)濃度成正比的關(guān)系，首先繪制校正曲線，再進(jìn)行未知的分析；其次還有比較法，在同樣條件下，測(cè)定試樣溶液和一標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強(qiáng)度，直接通過(guò)比例計(jì)算求得試樣中熒光物質(zhì)的含量。</p><p>　　1. 無(wú)機(jī)化合物的分析</p><p>　　無(wú)機(jī)化合物熒光分析有直接熒光法、熒光猝滅

108、法、間接熒光法及催化熒光法等。</p><p>　　☆ 直接熒光法 直接能應(yīng)用無(wú)機(jī)化合物自身的熒光進(jìn)行測(cè)定的為數(shù)不多，無(wú)機(jī)化合物的熒光測(cè)定主要依賴于待測(cè)元素與有機(jī)試劑所組成的能發(fā)熒光的配合物，通過(guò)檢測(cè)配合物的熒光強(qiáng)度以測(cè)定該元素的含量。這種方法稱為直接熒光法。自從1868年發(fā)現(xiàn)桑色素與Al3+離子反應(yīng)的產(chǎn)物會(huì)發(fā)熒光，且可以用于鋁含量的測(cè)定以來(lái)，用于熒光分析的試劑日益增多，現(xiàn)在可以利用有機(jī)試劑以進(jìn)行熒光分析的元素已