分子发光分析

分子发光基本原理：分子发光分析是被测物质的基态分子吸收能量被激发到较高电子能态后，在返回基态的过程中，以发射辐射光的方式释放能量，通过测定辐射光的性质和强度对被测物质进行定性和定量分析。

分子发光分析

• 分子发光基本原理
  • 基本原理
    • 分子发光分析是被测物质的基态分子吸收能量被激发到较高电子能态后，在返回基态的过程中，以发射辐射光的方式释放能量，通过测定辐射光的性质和强度对被测物质进行定性和定量分析
  • 分子发光类型
    • 荧光（磷光）分析
      • 当分子吸收一定能量后，跃迁至激发态。由第一电子激发态的最低振动能级回到基态各振动能级，以光的形式放出能量，产生荧光。由第一电子激发三重态的最低振动能级回到基态，以光的形式放出能量，产生磷光。通过测定激发或发射荧光或磷光的特性和强度对物质定性、定量分析的方法为荧光或磷光分析法。
    • 化学发光分析
  • 荧光、磷光产生的基本原理
    • 去活化过程
      • 辐射跃迁
        • 辐射跃迁主要涉及到荧光、延迟荧光或磷光的发射
      • 无辐射跃迁
        • 无辐射跃迁则是指以热的形式辐射其多余的能量，包括振动弛豫（VR）、内部转换（IR）、系间窜越（IX）及外部转换（EC）等，各种跃迁方式发生的可能性及程度，与物质本身的结构及激发时的物理和化学环境等因素有关
    • 荧光（磷光）发射
      • 分子吸收能量处于高能且不稳定的激发态（单重态S或三重态T），分子中外层电子首先通过振动弛豫、内转换和系间窜越等非辐射跃迁过程释放热能，从而跃迁回到第一激发单重态（S1）的最低振动能级或是第一激发三重态（T1）的最低振动能级，然后通过辐射跃迁过程发光（荧光、磷光、延迟荧光）回到基态（S0）
• 分子荧光（磷光）分析法
  • 荧光（磷光）光谱
    • 荧光（磷光）发射波长更长，即产生所谓Stokes位移。（振动弛豫失活磷光所致）
    • 荧光（磷光）光谱只有一个发射带，且形状与激发波长无关
    • 通常荧光光谱与吸收光谱呈镜像对称关系
    • 分子产生荧光（磷光）必须具备两个条件
      • 分子必须具有与所照射的辐射频率相适应 的结构，才能吸收激发光
      • 吸收了特征频率的能量之后，必须具有 一定的 荧光量子产率
  • 影响荧光（磷光）的因素
    • 分子结构与荧光（磷光）的关系
      • 跃迁类型
        • π→π*，n→π*
          • π→π*跃迁具有较大的摩尔吸光系数
          • π→π*跃迁的寿命约为10-9-10-7s，比n→π*跃迁的寿命10-7-10-5s要短
          • π→π*跃迁过程中，通过系间窜越至三重态的速率常数也较小
      • 共轭效应
        • 增加体系的共轭度，荧光效率一般也将增大
      • 分子的共平面效应
        • 多数具有刚性平面结构的有机分子具有强烈的荧光
      • 取代基效应
        • 给电子基团，如-OH、-OR 等，使荧光增强；吸电子基团，如-COOH、-NO2、-C O、卤素等，会减弱甚至会猝灭荧光
• 荧光分析仪
  • 光源
    • 弧光灯和白炽灯
    • 固态光源
    • 激光
  • 单色器或滤光片包括两个单色器或滤光片
  • 试样引入系统
  • 检测器
    • 检测器与激发光方向成直角
• 荧光测定方法
  • 直接测定法
    • 分析物本身能发荧光，可以直接测量其荧光强度而测定其浓度
  • 荧光猝灭法
    • 分析物本身不发荧光，但却能使某种荧光试剂的荧光发生猝灭
  • 敏化荧光法
    • 些非荧光分子（D）具有很强的吸光能力，吸收光能被激发，可以有效将能量传给其他分子（A）（敏化过程），其他分子作为能量受体接受能力并发荧光，可间接测定非荧光分子。
  • 荧光探针法
    • 选用强荧光分子作为探针，选择性标记到目标分析物上并保持探针特性，通过测定所标记探针的荧光对目标分析物进行传感、识别、示踪