第三章分子熒光光

1、第三章 分子熒光光譜法 第一節(jié) 概述 一、熒光的發(fā)現(xiàn)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(chēng)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(guān)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Stokes在考察奎寧和綠色素的熒光時(shí)，用分光計(jì)觀(guān)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

2、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，Goppelsrde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。 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。 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，已逐步形成一支在這個(gè)研究領(lǐng)域中的工作隊(duì)伍。目

3、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)。 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)用也不斷得到發(fā)展。二、光致發(fā)光在一般溫度下，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)

4、的形式釋放能量，就稱(chēng)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(chēng)為熒光和磷光。 第二節(jié) 基本原理一、熒光的產(chǎn)生（一）分子的激發(fā)每個(gè)分子中都具有一系列嚴(yán)格分立相隔的能級(jí)，稱(chēng)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(xiàn))，用符號(hào)S表示。大多數(shù)有機(jī)化

5、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)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)三重態(tài)，用符號(hào)T表示。下圖為電子重態(tài)示意圖。（a）基態(tài)單重態(tài) （S0）（b）激發(fā)單重態(tài)（S） （c）激發(fā)三重態(tài)（T） 能量激發(fā)單重態(tài)與激發(fā)三重態(tài)的區(qū)別1、激發(fā)單重態(tài)分子是抗磁性分子，而激發(fā)三重態(tài)分子則是順磁性2、激發(fā)單重態(tài)的平均壽命大約為10-8s，而激發(fā)三重態(tài)的平均壽命長(zhǎng)達(dá)10-4s3、電子由S0S1、S2等的躍遷較容易

6、，屬于允許躍遷，而由S0T1、T2等的躍遷很難發(fā)生，屬于禁阻躍遷。4、激發(fā)三重態(tài)比相應(yīng)的激發(fā)單重態(tài)能級(jí)稍低一些。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)。 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)部轉(zhuǎn)移、系間跨越及外部轉(zhuǎn)移等過(guò)程。 振動(dòng)弛豫(簡(jiǎn)寫(xiě)為VR)當(dāng)分子吸收光輻射(為圖中的1、2)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，分子可能將過(guò)剩的振動(dòng)能量以熱的形

7、式傳遞給周?chē)h(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)的最低振該電子能級(jí)的最低振動(dòng)能級(jí)動(dòng)能級(jí)上，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為振動(dòng)弛豫。發(fā)生振動(dòng)弛豫的時(shí)間為1012s數(shù)量級(jí)。 內(nèi)部轉(zhuǎn)移(IC)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)移至低電子能級(jí)。如中，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(chēng)為內(nèi)部轉(zhuǎn)移。內(nèi)部轉(zhuǎn)移的時(shí)間為1011s1013s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

8、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)。 系間跨躍(ISC)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)的能層有較大重疊時(shí)，如圖中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)。 熒光發(fā)射(FE)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

9、)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)的平均壽命約為109104s，因此熒光壽命也在這一數(shù)量級(jí)。 磷光發(fā)射(PE)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)，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104100s。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

10、量，所以磷光波長(zhǎng)比熒光波長(zhǎng)要長(zhǎng)，即。 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(chēng)為延遲熒光，其壽命與磷光相近，但波長(zhǎng)比磷光短。 外部轉(zhuǎn)移(EC)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(chēng)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(chēng)為猝滅或熄滅。 熒光和磷光均屬于光致發(fā)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)。1. 激發(fā)光譜 通過(guò)測(cè)量熒光(或磷光)體的發(fā)光通量(即強(qiáng)度

11、)隨激發(fā)光波長(zhǎng)的變化而獲得的光譜，稱(chēng)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(xiàn)，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ex表示。二、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜2. 發(fā)射光譜，也稱(chēng)熒光光譜或磷光光譜 通過(guò)測(cè)量熒光(或磷光)體的發(fā)光通量(強(qiáng)度)隨發(fā)射光波長(zhǎng)的變化而獲得的光譜，稱(chēng)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(xiàn)

12、，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em表示。磷光發(fā)射波長(zhǎng)比熒光來(lái)得長(zhǎng)，圖為萘的激發(fā)光譜及熒光和磷光的發(fā)射光譜。 萘的激發(fā)光譜、熒光和磷光光譜 斯托克斯位移斯托克斯位移 ：在溶液熒光光譜中，所觀(guān)察到的熒光發(fā)射波長(zhǎng)總是大于激發(fā)波長(zhǎng)，emex 。Stokes于1852年首次發(fā)現(xiàn)這種波長(zhǎng)位移現(xiàn)象，故稱(chēng)Stokes位移。 斯托克斯位移說(shuō)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

13、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。 熒光發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長(zhǎng)無(wú)關(guān)熒光發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長(zhǎng)無(wú)關(guān) 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)。 熒光激發(fā)光譜的形狀與發(fā)射波長(zhǎng)無(wú)關(guān)熒光激發(fā)光

14、譜的形狀與發(fā)射波長(zhǎng)無(wú)關(guān) 由于在稀溶液中，熒光發(fā)射的效率(稱(chēng)為量子產(chǎn)率)與激發(fā)光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因此用不同發(fā)射波長(zhǎng)繪制激發(fā)光譜時(shí)，激發(fā)光譜的形狀不變，只是發(fā)射強(qiáng)度不同而已。 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 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(guān)”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，兩面的形狀才相同。 如果把某種物質(zhì)的熒光發(fā)射光譜

15、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(chēng)”關(guān)系。如圖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。三、影響熒光的因素（一）熒光效率熒光效率越大，表示分子產(chǎn)生熒光的能力越強(qiáng)，熒光效率在01之間影響熒光效率的因素主要取決與分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也與外界環(huán)境有關(guān)（二）影響熒光的因素1、分子結(jié)構(gòu)（1）躍遷類(lèi)型 實(shí)驗(yàn)表明，大多數(shù)能發(fā)熒光的化合物都是由 *躍遷或n *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* n 躍遷或* 躍遷而產(chǎn)生熒光。 *躍遷通常產(chǎn)生較強(qiáng)的熒光效率1、其中 *躍遷吸收時(shí)躍遷的摩爾吸光系數(shù)比n *躍遷的大102103倍，（ *躍遷幾率大，為允許躍

16、遷），對(duì)激發(fā)光吸收較多，激發(fā)效率高 2、 *躍遷的壽命(107109)比n *躍遷的壽命(105107)短，在各種去激發(fā)過(guò)程的競(jìng)爭(zhēng)中，激發(fā)態(tài)壽命短，其他非熒光過(guò)程發(fā)生幾率小，熒光效率高3、 *躍遷能級(jí)差比n *躍遷的大，體系間跨越的發(fā)生幾率小，對(duì)熒光過(guò)程有利。（2）共軛效應(yīng) 發(fā)生熒光(或磷光)的物質(zhì)，其分子都含有共軛雙鍵(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)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)。 如苯、萘、蒽三者的共軛程度依次增大，其熒光效率分別為0.11、0.29、

17、0.36.（三）剛性結(jié)構(gòu)和共平面效應(yīng) 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(chēng)熒光素)的結(jié)構(gòu)十分相近，只是由于熒光黃分子中的氧橋使其具有剛性平面結(jié)構(gòu)，因而在溶液中呈現(xiàn)強(qiáng)烈的熒光，在0.1molL-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，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

18、僅為0.18萘與維生素A都具有5個(gè)共軛鍵，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。 （4）取代基效應(yīng) 取代基的性質(zhì)(尤其是生色基團(tuán))對(duì)熒光體的熒光特性和強(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(duì)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(kāi)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(cè)。給電子取代基使熒光加強(qiáng) 屬于這類(lèi)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)上的電子軌道平行，因而實(shí)際上它們共享了共軛電子，形成了p共軛，擴(kuò)大共軛體系。因此，這類(lèi)化合物的熒光波

19、長(zhǎng)變長(zhǎng)，熒光強(qiáng)度增大?？疾爝@類(lèi)取代基對(duì)熒光特性的影響時(shí)必需注意，這類(lèi)基團(tuán)中的n電子容易與極性溶劑相互作用，甚至形成氫鍵；另一方面，這類(lèi)基團(tuán)往往是酸基或堿基，在堿或酸介質(zhì)中容易轉(zhuǎn)化為其鹽(共軛堿或共軛酸)，如酚在NaOH中，OH轉(zhuǎn)化為O ，苯胺在酸中，NH2轉(zhuǎn)化為NH3+，它們的熒光均大為減弱。 吸電子基團(tuán)使熒光減弱而磷光增強(qiáng) 屬于這類(lèi)基團(tuán)的有如羰基(COOH，CHO，)，硝基(NO2)及重氮基等。這類(lèi)基團(tuán)都會(huì)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 的系間跨躍較為強(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(duì)芳烴熒光的影響通常為：鄰位，對(duì)位取代者增強(qiáng)

20、熒光，間位取代者抑制熒光(CN取代基例外)。取代基的空間阻礙對(duì)熒光也有明顯的影響。如下面化合物萘環(huán)上的8位引入SO3基時(shí)，由于空間阻礙使NR2與萘之間的鍵扭轉(zhuǎn)而減弱了平面構(gòu)型，影響了p共軛，導(dǎo)致熒光的減弱。同樣，1,2二苯乙烯的反式異構(gòu)體是強(qiáng)熒光物質(zhì)，而順式異構(gòu)體不發(fā)射熒光。 2、環(huán)境因素的影響(1)溫度的影響 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，下圖為不同溫度下鄰菲啰啉的熒光光譜。（2）溶劑的影響 對(duì)于熒光發(fā)射的主要電子躍遷類(lèi)型 *躍遷躍遷來(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)基態(tài)產(chǎn)生更大

21、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)。 溶劑的粘度增大，會(huì)增強(qiáng)熒光強(qiáng)度 含有重原子的溶劑，會(huì)使分子熒光強(qiáng)度減弱 （3）溶液pH值 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。 （4）熒光熄滅劑能引起熒光熄滅的物質(zhì)稱(chēng)為熒光熄滅劑。如常用的有鹵素離子、重金屬離子、氧分子、硝基化合物、重氮化

22、合物、羰基化合物等。3、熒光物質(zhì)的濃度 當(dāng)?shù)蜐舛葧r(shí)，溶液的熒光強(qiáng)度與物質(zhì)的濃度呈正比。當(dāng)濃度高到一定程度時(shí)，因?yàn)榉肿娱g碰撞增多而使熒光強(qiáng)度減弱，稱(chēng)為“自熄滅”4、其他方面比如氫鍵的原因（對(duì)熒光強(qiáng)度的影響有兩方面）、表面活性劑的原因（一般來(lái)講使熒光強(qiáng)度增加）第三節(jié) 熒光光度計(jì)組成：激發(fā)光源、單色器、樣品池、檢測(cè)器、放大顯示系統(tǒng)激發(fā)光源、單色器、樣品池、檢測(cè)器、放大顯示系統(tǒng)特殊點(diǎn)：兩個(gè)單色器、光源與檢測(cè)器通常呈直角兩個(gè)單色器、光源與檢測(cè)器通常呈直角激發(fā)光源激發(fā)光源：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。高壓汞燈：高壓汞燈是以汞蒸氣放電發(fā)光的光源，主要有

23、365、405、436nm 的三條譜線(xiàn)，尤以365nm譜線(xiàn)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：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200800nm 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（2040KV），因此使用時(shí)一定要注意安全。 單色器單色器：熒光分析儀中應(yīng)用最多的單色器為光柵單色器光柵單色器，稱(chēng)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

24、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。樣品池樣品池：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。檢測(cè)器檢測(cè)器：現(xiàn)在的熒光計(jì)多采用光電倍增管光電倍增管進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)器的方向應(yīng)與激發(fā)光的方向成直角直角，以消除樣品池中透射光和雜散光的干擾。 第四節(jié) 定量分析方法原理：在一定條件下，熒光強(qiáng)度與濃度呈線(xiàn)性關(guān)系 If=Kc一、標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法二、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比法：如果熒光物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)通過(guò)零點(diǎn)0,0,0,0,0,0,fxffsfxxsfxffsfxfxfsfsfIIIIcccIIIIKcIIKcIII為空白溶液的熒光強(qiáng)度0,fI