【導(dǎo)讀】1852年，斯托克斯發(fā)現(xiàn)螢石在。暗處受到光的照射會(huì)發(fā)出一種藍(lán)白色的光，他把這種光命名為“熒光”。1868年Goppelstroeder發(fā)表了利用Al-桑色。熒光分析是一種歷史悠久的分析方法。促進(jìn)了諸如時(shí)間分辨、相分辨、分析儀器的出現(xiàn)。等諸多領(lǐng)域，熒光分析法都有廣泛的應(yīng)用。不僅能直接和間接地分析眾多的有機(jī)化合物，無機(jī)元素的測定。同波長光的照射后，同樣也有發(fā)光現(xiàn)象。除了吸收光能使分子激發(fā)而發(fā)光，根據(jù)起。通過化學(xué)反應(yīng)使分子受激而發(fā)光稱為“化。相對于磷光和化學(xué)發(fā)光而言，目前熒光法。本章主要討論熒光分析。電子激發(fā)三重態(tài)表示。中的較高振動(dòng)能級轉(zhuǎn)至較低振動(dòng)能級的過程，間產(chǎn)生相互作用而轉(zhuǎn)移能量的非輻射躍遷；外轉(zhuǎn)換使熒光或磷光減弱或“猝滅”。旦停止照射，熒光便立即消失。態(tài)的任一能級，同時(shí)發(fā)射出熒光光譜。熒光與物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。分子產(chǎn)生熒光必須具備兩個(gè)條件：。熒光效率愈大，熒光的發(fā)射強(qiáng)度愈大，因此，熒光物質(zhì)必須具有較大的熒

　　

【正文】 譜 特征，從而可實(shí)現(xiàn)分別測定。 目前，有關(guān)合適 Δ?的選擇已有若干理論 研究，但在實(shí)際應(yīng)用中多根據(jù)具體的發(fā)光體 系通過實(shí)驗(yàn)加以選擇。 固定能量差（ Δ?）同步掃描可能克服 00 帶躍遷非常弱甚至不顯現(xiàn)的情況，以及不同 組分對 Δ?的不同要求所帶來的困難。有 可能 對同一類化合物（如多環(huán)芳烴）只選擇一個(gè) Δ?值用于整個(gè)光譜的掃描。同時(shí)還能最大限 度地減小瑞利散射和拉曼散射的干擾。 可變角同步掃描技術(shù)可進(jìn)一步提高測量 的選擇性。 同步熒光分析方法的應(yīng)用： ? 恒波長同步熒光分析 ? 多環(huán)芳烴和生物大分子的檢測 ? 小分子與蛋白相互作用的熱力學(xué)研究 ? 恒能量同步熒光分析 ? 多環(huán)芳烴的檢測 ?可變角同步熒光分析 ? 天然產(chǎn)物檢測 ? 高背景體系中微量組分的檢測 （ 4）三維光譜 三維熒光光譜（亦稱：總發(fā)光光譜或激 發(fā) 發(fā)射矩陣圖）技術(shù)與常規(guī)熒光分析的主 要區(qū)別是能獲得激發(fā)波長和發(fā)射波長同時(shí)變 化時(shí)的熒光強(qiáng)度信息。 三維熒光光譜有兩種表示形式：等（強(qiáng) 度）高線圖和等角三維投影圖。 三維光譜技術(shù)能獲得完整的光譜信息， 是一種很有價(jià)值的 光譜指紋 技術(shù)。可在石油 勘采中用于油氣顯示和礦源判定；在環(huán)境檢 測和法庭判證中用于類似可疑物的鑒別；臨 床醫(yī)學(xué)中用于癌細(xì)胞的輔助診斷和不同細(xì)菌 的表征和鑒別；另外，作為一種快速檢測技 術(shù)，對化學(xué)反應(yīng)的多組分動(dòng)力學(xué)研究具有獨(dú) 特的優(yōu)點(diǎn)。 ? 熒光分析的用途 分子熒光分析，是測量試樣溶液在光源輻射激發(fā)下產(chǎn)生的熒光光譜及熒光強(qiáng)度，從而鑒別待測物質(zhì)和測定其含量的一種分子光譜分析方法，它實(shí)際上是一種利用光能激發(fā)的分子發(fā)射光譜分析。它在實(shí)際應(yīng)用中主要用于微量物質(zhì)的定量分析。 ?熒光法作為一種高靈敏度的分析手段，被 廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域?？捎脽晒夥y定的 元素達(dá) 70多種， 可用熒光法測定的有機(jī)化合 物為數(shù)更多，至少在數(shù)百種以上。 1. 無機(jī)化合物的熒光分析 能發(fā)生分子熒光的無機(jī)物很少，因此一 些無機(jī)元素需與某些有機(jī)試劑生成熒光絡(luò)合 物后進(jìn)行間接測定。 較常采用熒光法測定的元素有 Be、 Al、 B、 Ga、 Se、 Mg及某些稀土元素?？蓽y量約 60多種元素，測定的方法可以分為以下四種： （ 1）熒光熄滅法 一些元素可用熒光熄滅法進(jìn)行測定，這 些元素的離子從發(fā)生熒光的其它金屬 有機(jī)試 劑絡(luò)合物中奪取該有機(jī)試劑或金屬離子以組 成更穩(wěn)定的絡(luò)合物或難溶化合物，從而導(dǎo)致 熒光強(qiáng)度的降低，由熒光強(qiáng)度降低的程度來 測定該元素的含量。 用該法測定的元素有： F、 Cl、 S、 Fe、 Ag、 Co和 Ni等。 （ 2）催化熒光法 某些熒光反應(yīng)進(jìn)行非常緩慢，熒光微弱 ，難于測定，但若有微量金屬離子存在，可 起催化作用，反應(yīng)將大大加速，可由在給定 時(shí)間內(nèi)所測定的熒光強(qiáng)度來定量該起催化作 用的金屬離子，稱為催化熒光法。 用該法測定的元素有 Cu、 Be、 Fe、 Co、 Os及 H2O2等，該方法靈敏度特高，有的可達(dá) g1。 （ 3）低溫?zé)晒夥? 測定的元素有 Cr、 Nb、 U、 Te等（ 196?C 液氮溫度下）。 （ 4）固體熒光法 測定的元素有 U、 Ce、 Sm、 Eu、 Tb等稀 土元素及 Sb、 V等。 例如： 測定楊梅黃素中痕量 鍺 的新方法。鍺與楊梅黃素在磷酸介質(zhì)中形成配合物，此配合物在乙醇溶液中具有較強(qiáng)的熒光強(qiáng)度，λEx=446nm， λEm=506nm。 2. 有機(jī)化合物的熒光分析 在有機(jī)化合物中，脂肪族化合物的分子 結(jié)構(gòu)較簡單，能產(chǎn)生熒光的為數(shù)不多。芳香 族化合物因有共軛的不飽和體系，容易吸收 光能，其中結(jié)構(gòu)龐大而復(fù)雜的化合物，在光 照射下大多能產(chǎn)生熒光。并且采用某些有機(jī) 試劑與弱熒光的芳香族化合物作用，可得到 很強(qiáng)的熒光物質(zhì)。 因此對于胺類、甾體內(nèi)、抗菌素、維生 素、氨基酸、蛋白質(zhì)和酶等許多具有熒光性 質(zhì)的物質(zhì)都可進(jìn)行分子熒光分析。 尤其適于生物體組分的分析。由于分子 熒光法具有很高的靈敏度和選擇性，因此有 可能在生物組織中不經(jīng)分離而直接測定。它 還用于酶的動(dòng)力學(xué)和機(jī)理研究。 3. 其它用途 （ 1）機(jī)械工業(yè)：利用熒光法進(jìn)行金屬制品 的熒光探傷。 （ 2）農(nóng)業(yè)：熒光法常被用于檢查農(nóng)副產(chǎn)品 的純度、鑒定種 子的生活力、及早發(fā)現(xiàn)農(nóng)副 產(chǎn)品的敗壞，判斷果實(shí)成熟的程度以及診斷 農(nóng)作物的病蟲害等。 （ 3）石油化學(xué)探礦：利用熒光法測定鉆探 水樣、巖石樣、土樣中石油裂解產(chǎn)物的熒光 信息，從而輔助判斷地層中貯油信息。 此外，在環(huán)境樣品、半導(dǎo)體材料和食品 添加劑等試樣中某些超痕量元素的分析中也 可以一顯身手 。 ? 磷光分析 與熒光一樣，任何發(fā)射磷光的物質(zhì)也都 具有兩個(gè)特征光譜，即：磷光的激發(fā)光譜和 磷光光譜。但熒光與磷光的發(fā)光機(jī)理、激發(fā) 態(tài)壽命及發(fā)光環(huán)境不同。 1. 磷光的產(chǎn)生 磷光是三重激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級到單 重基態(tài)各振動(dòng)能級躍遷所產(chǎn)生的輻射。 2. 磷光的特點(diǎn) ? 磷光波長比熒光的長（ T1S1）； ? 磷光壽命比熒光的長； ? 磷光壽命和強(qiáng)度 對重原子和氧敏感。 3. 磷光的測定 磷光同濃度之間的關(guān)系與熒光相似： IP= ?P?lcI0 其中： IP為磷光強(qiáng)度， ?P為磷光效率。 當(dāng)激發(fā)光強(qiáng)度、試樣池厚度一定時(shí)： IP= K’c 與熒光一樣，只有當(dāng)濃度很小時(shí)，才符 合上式關(guān)系；但磷光的線性范圍要比熒光大 一些。 （ 1） 低溫磷光（液氮） 由于磷光壽命長， T1的非輻射躍遷（內(nèi) 轉(zhuǎn)換）幾率增加，碰撞失活（振動(dòng)弛豫）的 幾率、光化學(xué)反應(yīng)幾率都增加，從而降低磷 光強(qiáng)度。因此有必要在低溫下測量磷光。 同時(shí)要求溶劑： ?易提純且在分析波 長區(qū)無強(qiáng)吸收和發(fā)射； ? 低溫下形成具足 夠粘度的透明的剛性玻璃體。 ? 常用的 溶劑 ： ? EPA混合溶劑 —乙醇 +異戊烷 +二乙醚 （ 2+5+5） ? IEPA混合溶劑 —CH3I+EPA（ 1+10）。 （ 2）室溫磷光 低溫磷光需低溫實(shí)驗(yàn)裝置且受到溶劑選擇 的限制， 1974年后發(fā)展了室溫磷光（ RTP）。 a） 固體基質(zhì)：在室溫下以固體基質(zhì)（ 如： 纖維 素等）吸附磷光體，增加分子剛性、減少三重 態(tài)猝滅等非輻射躍遷，從而提高磷光量子效率。 b）膠束增穩(wěn)：利用表面活性劑在臨界濃度形 成具多相性的膠束，改變磷光體的微環(huán)境、 增加定向約束力，從而減小內(nèi)轉(zhuǎn)換和碰撞等 去活化的幾率，提高三重態(tài)的穩(wěn)定性。 利用膠束增穩(wěn)、重原子效應(yīng)和溶液除氧 是該法的三要素。 4. 磷光儀器 在熒光儀樣品池上增加磷光配件：低溫 杜瓦瓶和斬光片。 斬光片 的作用是利用其分子受激所產(chǎn)生 的熒光與磷光的壽命不同獲取磷光輻射。 5. 磷光分析法的應(yīng)用 （ 1）稠環(huán)芳烴分析 采取固體表面室溫磷光分析法快速靈敏 測定稠環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物。 （ 2）農(nóng) 藥、生物堿、植物生長激素的分析煙 堿、降煙堿、新煙堿， 2,4D等分析；檢測限 ?g/cm3； （ 3）藥物分析和臨床分析。 復(fù)習(xí)思考題： 1. 熒光光譜產(chǎn)生的本質(zhì)是什么？ 2. 物質(zhì)產(chǎn)生熒光光譜與其分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系是 什么？ 3. 熒光熄滅的定義？有幾種熄滅類型？ 4. 熒光分析中有哪些影響因素？ 5. 熒光分析的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)有哪些？ 6. 為什么熒光分析比紫外 可見分光光度分析 的靈敏度高？ 參考書目 1.《 熒光分析法 》 ，陳國珍，科學(xué)出版社， 1975年 2.《 分析化學(xué) 》 （下冊），上?；W(xué)院、 成都工學(xué)院，人民教育出版社， 1979年 3.《 儀器分析 》 ，高等教育出版社，武漢大 學(xué)化學(xué)系編， 2020年 6月第一版 4.《 實(shí)用儀器分析 》 ，北京大學(xué)出版社，楊 根元，金瑞祥，應(yīng)武林 主編， 1997年 9月第 2版， 1997年 9月第一次印刷。 5.《 儀器分析 》 ，陳允魁編著，上海交通大 學(xué)出版社， 1992年 11月第一版 6.《 分子發(fā)光分析法（熒光法和磷光法） 》 復(fù)旦大學(xué)出版社，祝大昌、陳劍宏、朱世盛 譯， 1985年 12月第一版 7.《 現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)與技術(shù) 》 ，清華大學(xué) 出版社，陳培榕、鄧勃主編， 1999年 12月第 一版， 2020年 5月第 4次印刷。