【正文】 3） 具在剛性平面結(jié)構(gòu)。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多數(shù)具有性平面結(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)可為減少分子的振動，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。例如： 2022/5/30 2022/5/30 ? （ 4）取代基的影響： 取代基的性質(zhì) (尤其是發(fā)色基因 )對熒光體與的熒光特性和強(qiáng)度均有強(qiáng)烈的影響。芳烴及雜環(huán)化合物的熒光激發(fā)光譜、發(fā)射光譜及熒光效率常隨取代基的不同而異，由于目前對于激發(fā)態(tài)分子的性質(zhì)了解還很不夠，尚不能真正從機(jī)制上揭開其影響的秘密。其影響規(guī)律多出自實(shí)驗(yàn)總結(jié)和推測。 ? 給電子取代基使熒光加強(qiáng) 屬于這類基團(tuán)的有－ NH2，－ NHR，－ NR2，－ OH，－ OR，－ CN等。由于這些基團(tuán)上的 n電子云幾乎與芳環(huán)上的 π電子軌道平行，因而實(shí)際上它們共享了共軛 π電子，形成了 p～ π共軛，擴(kuò)大共軛體系。 ? 吸電子基團(tuán)使熒光減弱而磷光增強(qiáng) 屬于這類基團(tuán)的有如羰基 (－COOH，－ CHO， )， 硝基 (－ NO2)及重氮基（ NHN=N） 等。這類基團(tuán)都會發(fā)生躍遷，屬于禁阻躍遷，所以摩爾吸光系數(shù)小，熒光發(fā)射也弱，而 系間跨躍較為強(qiáng)烈，同樣使熒光減弱，相應(yīng)磷光增強(qiáng) 。 ? 取代基位置的影響 取代基位置對芳烴熒光的影響通常為：鄰位，對位取代者增熒光，間位取代者抑制熒光 (－ CN取代者例外 )。取代基的空間阻礙對熒光也有明顯的影響。例如 2022/5/30 2022/5/30 ? 無機(jī)物的熒光 ? 無機(jī)化合物的熒光有無機(jī)鹽類的熒光和金屬螯合物的熒光兩種。 ? 某些無機(jī)鹽類的熒光 : 無機(jī)化合物本身能發(fā)熒光 (或磷光 )的不多，常見的主要有鑭系元素 (Ⅳ )的化合物， U(Ⅵ )化合物，類汞離子化合物 Tl(Ⅰ )Sn(Ⅱ )P(Ⅱ )As(Ⅲ )Sb(Ⅲ )Bi(Ⅲ )Se(Ⅳ )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)行測定。 ? 金屬螯合物的熒光 :無機(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 ， 生成會發(fā)熒光的螯合物 ， 可以進(jìn)行熒光測定 。 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 。 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)會發(fā)射較強(qiáng)的熒光 。這是因?yàn)樵瓉淼呐鋫凅w雖有吸收光構(gòu)型 ， 但其最低激發(fā)單重態(tài)的S1是 n→π* 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 π→π* 型 ， 且由于螯合物的形成 ， 而具有則性平面結(jié)構(gòu) ， 因此能發(fā)射熒光 。 如下列例子所示 。 2022/5/30 2022/5/30 ? 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完滿電子的 d軌道或 f軌道 ， 它們吸收光時(shí) ， 會發(fā)生 d→ d*或 f→f* 的吸收躍遷 。 也會發(fā)生 d*→ d或 f*→f 的發(fā)光躍遷 ， 但躍遷機(jī)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 π→π* 吸收躍遷 ， 而通過金屬離子的 d*或 f*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 d*或 f*， 然后發(fā)生 d*→ d或 f*→f 或躍遷 ， 使躍遷機(jī)率增大 ， 發(fā)光強(qiáng)度增大 。 2022/5/30 7．熒光和磷光分析儀器 光源激發(fā)光單色器熒光單色器檢測器樣品池放大器顯示器I 0II f2022/5/30 ? （ 1） 激發(fā)光源 ? 激發(fā)光源應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、適用波長范圍寬，穩(wěn)定等特點(diǎn)。常用的光源有高壓汞燈和氙弧燈。 高壓汞燈 :高壓汞燈是以汞蒸氣放電發(fā)光的光源，主要有 3640 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)多采用它為激發(fā)光源 。 ? 氙弧燈： 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。它是一種電弧氣體放電燈，外套為石英，內(nèi)充氙氣，溫度時(shí)其壓力為 5atm， 工作時(shí)壓力為 20atm， 具有光強(qiáng)度大，在 200～ 800nm 范圍內(nèi)是連續(xù)光源的特點(diǎn)。 ? （ 2） 單色器 熒光分析儀中應(yīng)用最多的單色器為光柵單色器，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，第二塊為發(fā)射單色器，用于選擇熒光發(fā)射波長。在比較低檔次的熒光計(jì)中，采用濾光片作為單色器。第一濾光片用的分離出所需用的激發(fā)光，第二濾光片用以濾支雜散光，瑞利光，拉曼光和雜質(zhì)所發(fā)射的熒光。 2022/5/30 ? （ 3） 樣品池 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)一般僅有厚度為 1cm的池。 ? （ 4） 檢測器 簡易型的熒光計(jì)可用目視檢測，或用硒光電池，光電管檢測?，F(xiàn)在的熒光計(jì)多采用光電倍增管進(jìn)行檢測。 檢測器的方向應(yīng)與激發(fā)光的方向成直角，以消除樣品池中透射光和雜散光的于擾 。 在現(xiàn)代的高級儀器中，光導(dǎo)攝象管用來作為光學(xué)多道分析器的檢測器。它具有檢測效率高、動態(tài)范圍寬、線性響應(yīng)好、堅(jiān)固耐用和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。它的檢測靈敏敏顯不職光電倍增管，但卻能同時(shí)接受熒光體的整個(gè)發(fā)射光譜。 ? （ 5） 記錄，顯示裝置 熒光儀的讀出裝置有讀字電壓表或記錄儀?，F(xiàn)代儀器都配上計(jì)算機(jī)，進(jìn)行自動控制和顯示熒光光譜及各種參數(shù)。 2022/5/30 ? 磷光分析儀與熒光分析儀的差別 ? 磷光分析儀器與磷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。磷光分析儀器與磷光分析儀器的主要區(qū)別有兩點(diǎn)。 ? 樣品池需配有冷卻裝置： 對于溶液磷光的測定，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 13mm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內(nèi)。 ? 磷光鏡： 有些物質(zhì)會同時(shí)發(fā)射熒光和磷光，因此在測定磷光時(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。這種裝置稱為磷光鏡，它有轉(zhuǎn)角式和轉(zhuǎn)盤式兩種類型，尤以后者更為通用。 2022/5/30 8 熒光、磷光分析及應(yīng)用 （一）定量分析方法 定量分析依據(jù) If = Kc Ip = Kc (1) 標(biāo)準(zhǔn)曲線法 ——最常用的定量分析方法 ? 將已知量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與試樣在相同條件下處理，配制一系列標(biāo)準(zhǔn)液，測定它們的相對發(fā)光強(qiáng)度。 ? 以相對熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo) 濃度 c1 c2 c3 c4 c5 cx 熒光強(qiáng)度 If1 If2 If3 If4 If5 Ifx If Ifx cx c 2022/5/30 (2) 比較法 ——較簡單 ? 如果試樣數(shù)量不多，可用比較法進(jìn)行測量 ? 配一標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為 cs， cs與未知液濃度 cx相近，并在相同條件下測定它們的熒光強(qiáng)度 未知液 If x = K cx 標(biāo)準(zhǔn)液 If s = K cs 比較 sxfsfxccII?00ffsffxsfsfxsxIIIIcIIcc???? 熒光強(qiáng)度減去空白后若有試劑空白，測得的2022/5/30 (3) 多組分混合物的熒光分析 ? 如果兩組分的熒光峰相互不干擾 ,可直接測定 ? 可分別在各自的 ?熒 波長處測定 ,求出它們的含量 ? 如果兩組分的熒光峰相互干擾 ,但激發(fā)光譜有顯著區(qū)別 ,在某一激發(fā)光下一個(gè)組分產(chǎn)生熒光峰 ,另一組分不產(chǎn)生熒光 。 ? 可選用不同的激發(fā)光進(jìn)行測定 2022/5/30 ?如果兩組分的熒光光譜和激發(fā)光譜相互干擾 ? 利用熒光強(qiáng)度的加和性（ If=If1+If2+If3+…），在適宜的熒光波長處測定，用聯(lián)立方程來求解 例：硫胺熒 CT ? ex =385nm ? em=435nm 吡啶硫胺熒 CP ? ex =410nm ? em=480nm 相互干擾熒 光光譜重疊 ?在 385nm下激發(fā) ，在 435和480nm下分別測熒光強(qiáng)度 , ?或 410nm下激發(fā) 在 435和 480nm下分別測熒光強(qiáng)度 , 2022/5/30 ? 在 385nm下激發(fā)， 在 435和 480nm下分別測熒光強(qiáng)度 If =Kc——K: 純物質(zhì)在選定波長下測 If,求 K 或 410 nm激發(fā)， 在 435和 480nm下分別測熒光強(qiáng)度 If 435/385=26339?104cT+210 ?104cP If 480/385=9685?104cT+1022 ?104cP If 480/410=2816?104cT+1709 ?104cP If 435/410=6419?104cT+252 ?104cP 硫胺熒濃度 吡啶硫胺熒濃度 2022/5/30 （二）熒光分析法的應(yīng)用 ? 熒光分析法具有靈敏度高、取樣量少等優(yōu)點(diǎn) 1. 無機(jī)化合物的分析 ? 無機(jī)化合物 中，能直接產(chǎn)生熒光并應(yīng)用于測定的為數(shù)不多，但與有機(jī)化合物生成發(fā)熒光的有機(jī)配合物后，進(jìn)行熒光分析的元素達(dá) 70多種，其中較常采用熒光法測定的元素有： Be、 Al、 B、 Ga、 Se、 Mg、 Zn、 Cd及某些稀土元素。 ?能夠同金屬離子形成熒光配合物的有機(jī)試劑絕大多數(shù)是芳香族化合物，形成五元環(huán)或六元環(huán)的螯合物，分子的剛性平面結(jié)構(gòu)增大，變?yōu)閺?qiáng)熒光體。 ?熒光猝滅法也是熒光分析中經(jīng)常采用的方法?？刹捎脽晒忖绶ㄩg接測定的離子有： F、 S Fe3+、 Co2+、Ni2+、 Cu2+等。 2022/5/30 2. 有機(jī)化合物的分析 ? 脂肪族有機(jī)化合物 的分子結(jié)構(gòu)較為簡單，本身能發(fā)熒光的很少，一般需要與某些試劑反應(yīng)后才能進(jìn)行熒光分析。 ? 芳香族化合物 因具有共軛的不飽和體系，多數(shù)能發(fā)熒光；可直接用熒光法測定。對于具有致癌活性的多環(huán)芳烴 ——熒光分析法是最主要的測定方法。 ? 為提高測定的靈敏度，有時(shí)也將芳香族化合物與適當(dāng)試劑反應(yīng)之后進(jìn)行測定。 2022/5/30 ? 可測定結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大量有機(jī)物質(zhì)，如：各種維生素、葉綠素、氨基酸、蛋白質(zhì)、酶和輔酶以及各種藥物、毒物和農(nóng)藥等。 2022/5/30 例： 3， 4 – 苯并芘的測定 ? 3， 4 – 苯并芘為強(qiáng)致癌物質(zhì) ?煤炭、石油、天然氣等燃料不完全燃燒以及吸煙、焚燒垃圾都會產(chǎn)生 3， 4 – 苯并芘，汽車尾氣也是主要來源。 ?食品加工過程也會產(chǎn)生 3， 4 – 苯并芘，尤其是煙熏、油炸、烘烤食品。 ?分析測定：用環(huán)己烷將 3， 4 – 苯并芘從試樣中提取出來，用堿將提取液的脂肪類物質(zhì)皂化，然后用色譜法分離純化，用 95%C2H5OH稀釋，用熒光分光光度計(jì)測定相對熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量。 2022/5/30 熒光高分子的性能研究 0102030 0102030405060702022/5/30 （三）磷光分析法應(yīng)用 ? 能產(chǎn)生磷光的物質(zhì)數(shù)量很少，磷光分析不及熒光分析普遍，但磷光分析法已在 藥物分析、臨床及環(huán)境分析領(lǐng)域 得到一定的應(yīng)用。 ? 低溫磷光分析已應(yīng)用在 萘、蒽、菲、芘、苯并芘等多環(huán)芳烴及含 O、 S、 N的雜環(huán)化合物分析。 ? 固體表面室溫磷光分析法已成為多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物的快速、靈敏的分析手段。