《紫外分光光度法的原理幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《紫外分光光度法的原理幻灯片.ppt（56页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、紫外分光光度法的原理第1页，共56页，编辑于2022年，星期一绿、蓝、青、紫等组成的光谱，称为发射光谱。如果在白炽灯光与棱镜之间放一个有色溶液的玻璃皿，则通过棱镜后的光谱上会出现一处或几处暗带，这种带有暗带的光谱称为该有色溶液的吸收光谱，吸收光谱显示该溶液对光的选择性吸收的特性。溶液所呈现的颜色是它的吸收光谱中透过最多、吸收最少的那部分波长光线的颜色，而暗带部分则是它透过最少、吸收最多的那部分波长光线的颜色。不同分子的原子团和原子，它的发射光谱和吸收光谱不同。因此可以根据其光谱的特征和第2页，共56页，编辑于2022年，星期一强度研究化合物的结构和测定其含量，称为光谱分析法，这也是比色分析的原
2、理。根据发射光谱分析的如火焰发射光谱法（又称火焰光度法，分析钠、钾、钙），荧光光度和荧光分光光度法（根据荧光的发射强度进行分析）。根据吸收光谱分析的方法又称吸光光度法，如应用可见光的吸收光谱进行分析的普通的分光光度计和分光光度法；用紫外光的吸收光谱进行分析的叫紫外分光光度计和紫外分光光度法；用原子的吸收光谱进行分析的方法叫原子吸收分光光度计和原子吸收分光光度法。第3页，共56页，编辑于2022年，星期一硒-邻苯二胺络合物的吸收光谱特征吸收峰332.5nm 第4页，共56页，编辑于2022年，星期一氧化钬的吸收光谱第5页，共56页，编辑于2022年，星期一二.郎伯郎伯-比尔定律比尔定律：当一束单
3、色入射光 I0通过厚度为L、浓度为C的有色溶液后，所透过光的强度 I1 与溶液厚度L及浓度C成负指数乘积的关系：I1=I010KLC 如果物质在溶液中的浓度和显色强度成正比，则可以应用郎伯-比尔定律通过比色方法从显色强度求浓度，这是比色分析的原理。入射光强度入射光强度I0 透过光强度透过光强度I1 溶液厚度溶液厚度L（比色杯直径）（比色杯直径）第6页，共56页，编辑于2022年，星期一I1=I010KLC移项成：I1/I0=10KLC 式中K为常数，可因物质的吸光特性和采用单色光的波长不同而有所不同，与溶液的厚度和浓度无关。上式写成以10为底的对数，Iog(I1/I0)=KLC，再以透光度T=
4、I1/I0时，则上式成为IogT=KLC或者IogT=KLC。I1/I0称为透光度或透光率，表示透过光强度是入射光强度的百分之几，其数值只能1，从0100%。为了方便起见，经常用透光度的负对数IogT来表示溶液吸收光线的情况，并称为吸光度(ABS)、消光度(E)、或光密度(OD或D)，这样，ABS=KLC第7页，共56页，编辑于2022年，星期一该式说明溶液的吸光度和浓度C、厚度L之间皆成正比关系。当厚度一定时，溶液的浓度增加，则吸光度成正比地增加，这就是比色分析的依据。实际使用中，溶液的厚度就是比色杯的厚度，它是相对固定的，有0.5、1、2、4cm的比色杯，使用最多的是1cm的比色杯。比色分
5、析中有时也用透光度做单位，根据透光度的负对数IogT=吸吸光光度度，透光率为100%时，吸光度=Iog1=0，而透光率为1%时，吸光度=Iog0.01=2，二者间呈对数指数关系。当然，只有溶液的浓度和吸光度之间成直线第8页，共56页，编辑于2022年，星期一正比关系时才能进行比色分析，如果溶液的吸光度与浓度不成正比（不符合郎伯-比尔定律），则不能使用比色分析。有时，溶液的浓度只在一定范围内和显色成直线正比关系，而浓度超过一定限度时，失去正比关系，则不能一概地用比色结果换算，通常都要研究测定方法中什么浓度范围内二者成直线正比关系；或者绘制一系列浓度和吸光度之间的标准曲线，发现浓度增加到一定限度，
6、标准曲线发生弯曲、变折，说明超过该浓度时，要对溶液进行稀释才能用来比色分析。第9页，共56页，编辑于2022年，星期一 可见光、紫外、荧光分析都要求溶液必须透明，否则引起对光的吸收，影响分析的准确度。对特殊的均匀的浑浊液也可以进行比色分析,称为比浊法，比如应用于红细胞计数、细菌计数的比浊测定。光线通过透明的溶液时，还有少量的光线在玻璃、溶液的表面被反射或散射，影响到吸光度，所以要用一个空白管进行校正，除去反射、光、散射光、试剂中杂质、非反应物的影响，即用空白试剂溶液进行调零的原因。普通玻璃对紫外线也有吸收，所以在普通分光光度计上第10页，共56页，编辑于2022年，星期一使用普通玻璃比色杯，而
7、在紫外分光光度计上必须用对紫外线无吸收的石英玻璃比色杯。三三.可见可见紫外分光光度计的应用紫外分光光度计的应用 （一）光谱分析光谱分析：有时候需要研究某物质在某溶剂中的光谱特性，如Vc的乙酸溶液在252.0 nm和237.5nm处有吸收波峰。大多数情况下，比色分析都提供了使用光的波长（一般是最大吸收峰波长）。如果没有提供使用波长的话，可以用紫外分光光度计从2001000nm范围内扫描吸收光谱，搜索到吸收峰，再用吸收峰波长来比色分析。第11页，共56页，编辑于2022年，星期一咖啡因样品用紫外光谱定性和定量，上：标准品；下：样品第12页，共56页，编辑于2022年，星期一（二）吸光系数（二）吸光
8、系数：郎伯-比尔定律中的K称为吸光系数。因比色杯的直径用cm为单位，因此K的单位决定于浓度c用什么单位，如c以mol/L为单位时K称为摩尔吸光系数摩尔吸光系数，用Emol或mol表示；如果物质的分子量未知，浓度可用%为单位，K称为百分吸光系数百分吸光系数，用E%表示。E的定义是的定义是：某波长光通过1cm杯、1mol/L或1%浓度的某溶液时，该溶液对该波长光的吸光度。E在特定波长、1mol/L或1%浓度、特定溶剂条件下是该物质的一个特征常数，反映该物质的吸光能力，资料和测定时都要标明其特征第13页，共56页，编辑于2022年，星期一波长或最大吸收波长，表示为Emolnm,max,1cm或E%n
9、m，max，1cm。许多物质的吸光系数在书或资料中可以查到，如药典规定VB12应该有2781 nm、3611nm、5502nm 3个吸收峰，其E1%361nm，1cm=207。实际工作中，1mol/L的浓度太高，可以配成1mmol/L或1mol/L的浓度，相应地写成Emmol（mol）nm，max，1cm。根据吸光系数的特性，它有3项用途：1.可作为物质定性的参考可作为物质定性的参考：被测物质的光谱特性和标准物如果一致，可粗略定性。如检查VB12注射液是否变质，测定其光谱，结果为279第14页，共56页，编辑于2022年，星期一0、361.50、550.70.3nm3个吸收峰，完全一致，可以判
10、定该物质为VB12（未变质）。一些苯衍生物的紫外光谱特征如下 ：化合物 溶剂 吸收峰 吸收峰 吸收峰 Emolmax，1cm苯 碳氢化合物254nm 250 204 8800甲苯 碳氢化合物262 260 208 7900六甲基苯 碳氢化合物 271 230 221 10000氯苯 碳氢化合物 267 200 210 7400苯酚 碳氢化合物 271 1260 213 6200 .第15页，共56页，编辑于2022年，星期一 2.检查纯度检查纯度：紫外光谱法检查纯度是一种简便有效的方法，用于许多化合物检测。如阿司匹林在空气中容易吸收水分产生水杨酸，阿司匹林在280nm处有强吸收峰，而水杨酸的吸
11、收峰迁移到312nm，只要检测在312nm处是否有吸收峰，即可判断有无水杨酸。再如无水乙醇精制过程中要用苯，测定无水乙醇中是否残留苯，测定其吸收光谱，乙醇在210 600nm之间无吸收峰，而苯在250、254 nm有吸收峰，以纯无水乙醇为参比，对样品进行光谱分析，如果在250、254nm处出现吸收峰，则说明有苯残留。第16页，共56页，编辑于2022年，星期一 3.检查含量（纯度）检查含量（纯度）:如药典规定VB12的E1%max，361nm，1cm=207，上述VB12注射液原标示浓度为0.05%，求实际浓度，方法：药液用重蒸水精确稀释20倍，水做参比，用361nm测定的吸光度为0.512，
12、其含量为：1%207=x%0.512，x%=0.00247%，浓度=0.00247%20=0.049%4.应用摩尔吸光系数测定浓度应用摩尔吸光系数测定浓度:一般的比色分析中都有标准品，未知样品都是通过和标准溶液对比分析含量。某些情况下，没有标准品，可以用摩尔吸光系数或百分吸光系数进行测定，直接测定溶液的吸光度，通过和该纯物质的吸第17页，共56页，编辑于2022年，星期一光系数比较，可以计算出浓度。这样的分析需要经过精确校正了波长的分光光度计，紫外分光光度计的波长一般精确到2nm，可以承担这样的分析。如果知道分子量的话，百分吸光系数和摩尔吸光系数之间可以互相换算，换算公式是：百分吸光系数百分吸
13、光系数=10摩尔吸光系数摩尔吸光系数物质物质的分子量。的分子量。比如血红蛋白是4个亚基组成的蛋白质，单个亚基的平均分子量是16114.5。每个亚基都在高铁氰化钾K3Fe(CN)6和氰化钾KCN溶液中形成单体氰化高铁血红蛋白（HiCN），它的特征第18页，共56页，编辑于2022年，星期一（最大）吸收峰在540nm处，摩尔吸光系数是11000，表示为Emolmax,540nm,HiCN=11000。测定样品在同样条件下的吸光度，就可以计算出含量。如：将血液0.02ml加入到5.0ml氰化高铁试剂中，用540nm测定的吸光度为0.35，求血液中Hb的含量(g/L)。第一步，计算血液稀释倍数：5.0
14、20.02=251（倍）；第二步，计算：1mol11000=x mol0.35，x=0.3511000 mol/L，乘以分子量和稀释倍数变为g，x=0.351100016114.5 251=128.7（g/L）。如果有些物质不知分子量，用它的1%溶液在同第19页，共56页，编辑于2022年，星期一样条件下测定，用百分吸光系数同样可以换算。5.紫外吸收光谱在某种程度上反映了化合物的性质和结构，所以可以用于有机化合物的定性和结构分析。利用标准样品或标准图谱可以对未知化合物进行鉴定，即控制相同的测量条件，将未知化合物的吸收光谱与标准品或标准图谱进行对照，如果两者吸收光谱的形状、吸收峰的数目、位置、最
15、大吸收波长及吸光强度完全一致，则可说明它们分子结构中存在相同的生色基团，初步确定它们是同一种物质，如咖啡因的定性。第20页，共56页，编辑于2022年，星期一由于大多数有机化合物的紫外光谱比较简单，缺乏精细的结构特征，而且很多生色团的吸收峰几乎不受分子中其它非吸收基团的影响，因此，仅根据紫外光谱鉴定有机化合物有很大局限，一般必须与红外光谱、质谱、核磁共振波谱等相配合，才能进行精确的鉴定。6.溶剂对紫外光谱的影响溶剂对紫外光谱的影响：在测定有机物的紫外可见吸收光谱时，在溶解度容许范围内，应尽量选择非极性溶剂或极性较小的溶剂（烷、烯烃，如正己烷、正庚烷），以获得吸收光谱的精细结构。与标准样品或标准
16、图谱进行对比第21页，共56页，编辑于2022年，星期一时，必须用相同的溶剂。所选择的溶剂在所研究的光谱区域内应该没有明显的吸收；并且不含有其它干扰物质；与溶质没有相互作用。否则会使光谱线产生移动，低于此波长时，溶剂的吸收不可忽略。第22页，共56页，编辑于2022年，星期一常用溶剂的波长范围如下：.溶剂 使用波长范围 溶剂 使用波长范围 甲醇 210 二氯甲烷 235 .乙醇 215 氯仿 245 .水 210 乙酸乙酯 260 .96%硫酸 210 苯 280 .乙醚 215 甲苯 285 .第23页，共56页，编辑于2022年，星期一（三）作为光度计使用作为光度计使用：有色的反应液可以用
17、普通的分光光度计（721、722、浓度计），也可以用紫外分光光度计比色。某些溶液、反应液无色，在200400nm之间有特征性光吸收,就只能用紫外分光光度计。1.单一物质测定：先测定溶质的吸收光谱，一般用最大吸收波长进行比色。常用方法有2种。（1）标准曲线法：用标准液制作一系列标准管的标准曲线，样品测定结果查标准曲线求知。（2）对照管法：制作标准测定管和样品测定管，在特征吸收峰（或最大吸收峰）处测定吸第24页，共56页，编辑于2022年，星期一吸光度进行比较，可直接求出样品含量。如VB12含量测定：精确吸VB12注射液Vml，加重蒸水稀释n倍，使每含的标示量为30g/ml，另外配VB12标准液浓
18、度为30g/ml，蒸馏水调零，用361nm测定吸光度A，计算：测定液中VB12含量（g/ml）=（A样品/A标准品）30；注射液中VB12含量（g/ml）=（A样品/A标准品）30 n（稀释倍数）V（取样量,ml）2.混合物中两物质同时测定（两物质的最大吸收峰有部分重合）例四环素和金霉素混合物的测定：四环素在0.25第25页，共56页，编辑于2022年，星期一 N NaOH中最大吸收峰为380nm，E1%1cm，max=372.0；在0.1N HCl中最大吸收峰为355nm，E1%1cm，max=303.2；两吸收峰都可以做为四环素的测定波长。但与金霉素共存时，因为金霉素在355nm处有吸收（
19、金霉素在0.1N HCl中E1%1cm，max=182.6），只能用380nm测定四环素。混合样品在355nm处测定二者的总吸光度,在380nm处测得四环素的吸光度，则两者的浓度都可以求出。测定方法：(1)测定1%混合物在0.1N HCl溶液的吸光度A335(2)测定1%混合物在0.25N NaOH溶液的吸光度第26页，共56页，编辑于2022年，星期一A380，计算：四环素浓度C1（g%）=AC1380/E1%（C1）1cm，380=AC1380/372.0金霉素浓度C2（g%）=AC1+C2335（E1%（C1）1cm，355 C1）E1%（C2）1cm，355 =AC1+C2335（30
20、3.2AC1380372.0）182.6第27页，共56页，编辑于2022年，星期一 四四.紫外分光光度法的应用：紫外分光光度法的应用：紫外光度法广泛应用在化学、生物化学、医学、环境检测、食品卫生检验分析方面。凡在200-1000nm范围内有特征性吸收，或与试剂反应后形成特征性吸收,符合郎伯比尔定律的，都可以分析，如：1.测定蛋白质：测定蛋白质：蛋白质中含有酪氨酸和色氨酸对280nm的紫外线有最大吸收，吸收值与其浓度成正比，样品不必反应，稀释后直接测定。2.肌红蛋白：肌红蛋白：在576nm附近有吸收峰，不需要标准品，通过摩尔吸光系数法，可直接测定。3.还原性谷胱甘肽：还原性谷胱甘肽：与四氧嘧啶
21、反应，生成物第28页，共56页，编辑于2022年，星期一在305nm处有最大吸收峰。4.过氧化氢酶：过氧化氢酶：有可见光测定法，也有紫外法。5.抗生素：抗生素：大部分可用紫外法测定，如青霉素、链霉素、氯霉素、四环素、金霉素、新生霉素。6.VA用乙醚提取，溶在异丙醇中用328nm测定。VB1用246nm分析。VB2用267和444 nm分析。VB6用291nm分析。VB11用254nm分析。VB12用278、361、550nm分析。VD用乙醚提取，纯化后溶在乙醇中用265nm测定。Vc在乙酸介质中与I2反应：C6H8O6+I2 乙酸溶液 C6H6O6（脱氢Vc）+2HI；样品中加入Vc后与I2反
22、应，第29页，共56页，编辑于2022年，星期一减少了I2，也减少了I3生成，在一定范围内Vc与I3成反比，用350nm测定I3的显色减弱，间接测定Vc浓度。7.许多药物要用紫外光谱测定，如咖啡因用272.6nm；巴比妥类（安眠药）用220240nm测定；5种氯丙嗪类药（镇定药）全用249307nm测定；安眠酮用235和503nm分析；安定（镇静药）用240和285nm分析。8.食品中硒与邻苯二胺反应，将络合物提取到甲苯中，反应物在335nm左右有吸收峰，用紫外比色测定。第30页，共56页，编辑于2022年，星期一第八章第八章 原子吸收分光光度法的原理原子吸收分光光度法的原理 由原子结构理论可
23、知，一个原子可具有多种能态，其中最低的能态称为基态，其它较高的能态称为激发态。处于基态的原子称为基态原子。原子吸收分光光度法的原理是：使样品中化合态的元素吸收热能，化合物解离后让元素变为基态原子。基态原子的能量最低，最稳定，如果基态原子受外界能量激发，其最外层电子可能跃迁到不同的能级，达到不同的激发态。电子从基态跃迁到能量最低的激发态（第一激发态）时要吸收一定波长的谱线，这一谱线称为“共振吸收线共振吸收线”。第31页，共56页，编辑于2022年，星期一E6 .E5 .E4 .E3 .E2 .E1 .最低激发态能级（第一激发态）最低激发态能级（第一激发态）EE0 .基基 态态 原子能量的吸收和发
24、射原子能量的吸收和发射较高激发态能级第32页，共56页，编辑于2022年，星期一 而当电子从激发态再跃迁回基态时，则辐射出相同波长的谱线，这一谱线称为“共振发射共振发射线线”，两线均称为共振线，波长是相同的。由于各种元素原子结构和核外电子排列不同，因此从基态跃迁到第一激发态（或由第一激发态跃迁回基态）时吸收或辐射的能量不同，因而各元素有不同波长的共振线，所以元素的共振线又称为元素的特征谱线元素的特征谱线。因为从基态到第一激发态的跃迁最容易发生，所以对大多数元素来讲，共振吸收线是元素所有谱线中最灵敏的谱线，原子吸收分光光度法就是利用基态原第33页，共56页，编辑于2022年，星期一 子跃迁到第一
25、激发态时吸收从光源灯（元素灯）发出的同一元素的共振吸收谱线共振吸收谱线（又叫分析线，相当于吸收峰）。但原子的吸收谱线并不是几何学上的线条，而是有一定宽度的波长范围，通常称为谱线轮廓。Ko Iv Ko/2 半宽度 Vo Vo 透射光强度透射光强度Iv与波长与波长Vo的关系的关系 吸收线轮廓与半宽度第34页，共56页，编辑于2022年，星期一 若将吸收系数Kv随入射光波长变化的关系做图，则称吸收线轮廓吸收线轮廓，吸收线轮廓的特征值是吸收线中心波长（或频率）为Vo，在Vo处，吸收系数Ko最大，在Vo两侧一定距离后Kv减为零。吸收谱线在Vo两侧有一定宽度，通常以吸收系数等于极大值的一半（Ko/2）处吸
26、收线两点间的轮廓（频率范围）表示吸收线的宽度，称为吸收线的半宽度，以V表示，其范围为0.0010.01nm。同样发射谱线也有宽度，不过实际使用中都是用吸收谱线中心的最大吸收值Ko来测定元素含量，称为峰值吸收。第35页，共56页，编辑于2022年，星期一 入射光强度Iov 透过光强度Iv 研究证明，原子蒸气对共振发射谱线的吸收程度和蒸气中基态原子数成正比，也即同原子浓度成正比。当一束强度为Iov、频率为v的入射光（谱线）通过原子蒸气后，有一部分被吸收，其透过光的强度Iv与原子蒸气厚度（即火焰的宽度）L、原子蒸气浓度C的关系同有色溶液吸收光的情况完全类似，服从郎伯-比尔定律，即Iv=Iov eKv
27、CL，式中e是自然对数的底，Kv是原子蒸气对频率为V的入射光的吸收系数。火焰宽度火焰宽度L第36页，共56页，编辑于2022年，星期一当原子蒸气厚度L一定时，设KvL=K，Iv=Iov eKC，Iov/Iv=eKC，将透光度Iv/Iov的的倒数取对数称为吸光度A，则上式简化为 A=Ig（Iv/Iov）=KC，即吸光度A与浓度成线性正比关系。在确定的实验条件下，原子蒸气中的原子浓度与样品中的元素实际浓度成正比，这就是原子吸收分光光度法测定元素的原理。实际测定中还有许多注意事项：1.元素测定都要先制备工作曲线，每个工作曲线至少要67个点，而且最好从低浓度高浓度，范围尽可能大，而且要符合线性关系。第
28、37页，共56页，编辑于2022年，星期一 2.处理样品同时要制备它的空白对照管，测定管吸光度减去空白管吸光度，再通过工作曲线计算元素浓度。3.原子吸收分析的优点是灵敏度高，绝对检出线可达1091010g，相对误差一般0.10.5%,测定范围广，从106109g。选择性好，分析速度快，溶液中多种离子不需要分离直接测定。但也有缺点，主要是元素在火焰中燃烧过程中有许多干扰因素。4.原子吸收分析，样品溶液的最适浓度在灵敏度的15100倍范围内。第38页，共56页，编辑于2022年，星期一一些元素的分析谱线镁：285.2nm；钙：422.7nm；铁：248.3nm；铜：324.8nm；锰：279.5n
29、m；锌：213.9nm；铬：357.9nm；镍：232.0nm；钴：240.7nm钼：313.3nm 铅：283.3nm；镉：228.8 nm；锡：224.6nm 锑：217.6nm；铝：309.3nm；砷：139.8nm；汞：253.7nm；第39页，共56页，编辑于2022年，星期一第九章 火焰光度法 某些原子或分子的电子受到热能或电能的激发后跃迁到激发态，当这些电子再由激发态回到基态时，以光的形式释放出所吸收的能量，形成发射光谱。每个原子或分子的的能量状态是一定的，所以它们的发射光谱线也是特异的；激发的能量越大，被激发的电子的能量也越高，呈现的谱线也越多。用火焰作为激发能量，使某些金属元
30、素（离子）产生发射光谱进行分析的方法称为火焰光度分析法。一般火焰属于热能，能量不及电弧第40页，共56页，编辑于2022年，星期一火花高，因此产生的光谱比较简单，有时仅二、三条谱线。普通煤气-空气火焰的温度不太高，所以能激发的元素也仅限于碱金属和碱土金属，目前用该法测定的元素为钠、钾、钙。一.火焰光度计的测定原理：金属元素（离子）经过燃烧的火焰激发出特异的发射光谱，如钠的发射光谱为黄色，钾的发射光谱为淡红色。发射光谱的强度与物质的浓度在一定范围内成线性关系，据此可以测定含量。将样品制成溶液，借压缩空气吸入到火焰光度计的雾化器，并在火焰中喷为很细的微粒。第41页，共56页，编辑于2022年，星期
31、一溶液中含有各种不同的离子，激发出各自不同的光谱，但通过特异的滤光镜可选择需要的元素的谱线，谱线投射到光电池（管）上，产生电流，电流经放大后用电流计检测。二.测定方法：（一）直接测定法：1.标准曲线法：用一系列稀释的标准液在火焰光度计上测定，读数绘制标准曲线，同法稀释样品后测定，查标准曲线求含量。2.比较法：用2个标准液，一个高浓度，一个低浓度，使样品液的浓度介于两者之间。通常第42页，共56页，编辑于2022年，星期一第43页，共56页，编辑于2022年，星期一第44页，共56页，编辑于2022年，星期一第45页，共56页，编辑于2022年，星期一第十章第十章 荧光分光光度法分析的原理荧光分
32、光光度法分析的原理 一.荧光的发生：有些物质吸收紫外光照射后会发射出波长比照射光波长还长的光，称为荧光和磷光。荧光和磷光有区别，分子的能量从激发态直接降落到基态发出的波长较长的光称为荧光。分子的能量从激发态并不直接降落到基态，而是通过一个中间的亚稳定状态，稍停留后，再放出能量，下降到基态，发出的光称为磷光。第46页，共56页，编辑于2022年，星期一荧光和磷光荧光和磷光 第二电子激发态 吸光 无辐射跃迁 第一电子激发态吸光 荧光荧光 亚稳态 磷光磷光 基态第47页，共56页，编辑于2022年，星期一磷光的能量比荧光小，波长较荧光长。从激发到发光，荧光所需的时间较短，在激发光照射后1081014
33、秒之间，磷光所需的时间较长，在激发光照射后10410秒以上。本章主要介绍荧光光度分析法。照射物质的紫外光称为激发光激发光，物质产生的荧光称为发射光发射光。同一分子结构物质，用同一波长的激发光照射，可以产生相同的荧光；同一物质浓度高时，产生的荧光强度也强，利用这个性质可以进行定量测定，称为荧光光度分析法。荧光分析不是测定激发光的强弱，而是第48页，共56页，编辑于2022年，星期一测定发射光的强弱，所以属于发射光谱分析法。二.激发光谱与发射光谱激发光谱与发射光谱（荧光光谱）：如果将激发光源用单色器分光，让它发出一系列波长连续变化的光谱（像在紫外光谱分析中，从200400nm连续扫描），测定物质吸
34、收每一波长的激发光后所发出的荧光强度，得到的光谱图称为激发光谱激发光谱（excitation spectrum，简写Ex），激发光谱实际是荧光物质的吸收光谱。激发光谱中吸收最高的波长能使荧光物质发出最强的荧光，故称为最大激发波长，用ex表示，一般要用它激发荧光。第49页，共56页，编辑于2022年，星期一 再使激发光的波长和强度不变，一直照射在荧光物质上，把产生的荧光通过单色器色散，变成连续变化波长的荧光，照射在光电接受管上，在一定范围内记录其荧光强度的变化，以波长变化和相应的荧光强度作图，称为荧光发荧光发射光谱射光谱或简称发射光谱（fluorescence spectrum简写：Em）。再以
35、最大激发波长照射，测定荧光发射光谱，产生最大荧光强度的波长又称为最大发射波长，用em表示。一般分子荧光的发射波长总是大于激发波长。下图是硫酸奎宁在硫酸中的激发光谱和荧光光谱。第50页，共56页，编辑于2022年，星期一硫酸奎宁的激发光谱和发射光谱硫酸奎宁的激发光谱和发射光谱第51页，共56页，编辑于2022年，星期一 三三.荧光定量分析的原理荧光定量分析的原理：荧光强度（If）和激发光的强度（I0）、物质的荧光效率（f）成正比：If=I0f-对待测溶液，设I0为入射光（激发光）强度，It为透射光强度，Ia为吸光强度，If为荧光强度，C为荧光物质浓度，L为溶液厚度(比色杯直径）E为吸光系数。溶液
36、被入射 光激发以后，可以向各个方 I0 It 向发出荧光强度而且激发光的一部分能量可以透过溶液 If ，因此从透射光的方向第52页，共56页，编辑于2022年，星期一 记录荧光强度是错误的，一般是从激发光源垂直的方向记录荧光强度。根据比尔定律，Ia=I0It=I0(110ECL)=I0(1e2.3ECL)-溶液的荧光强度If与吸收的光能Ia成正比，则If=fIa=fI0(1e2.3ECL)，f为常数，而e2.3ECL=12.3ECL+(2.3ECL)2/2！若浓度C很小，L为1cm，ECL的值也很小，当ECL0.05时，式中第二项以后可忽略，所以If=fI0(1e-2.3ECL)=fI01(1
37、2.3ECL)=fI02.3ECL，当I0和L一定时，f和E也是常数，以K表示，则If=KC第53页，共56页，编辑于2022年，星期一上式说明荧光强度与荧光物质浓度成线性关系,而且增大入射光强度，可以增大荧光强度。对于较浓的溶液，由于荧光熄灭等原因，荧光强度与荧光物质浓度不成线性关系。四四.荧光分析的方法荧光分析的方法：1.根据上述特点，荧光分析必须在很小浓度下进行，其灵敏度可达0.11ng/ml。2.发射光谱图形状和激发波长无关，但荧光强度与激发波长有关，所以在荧光分析中一般都是固定一个荧光的发射波长，然后在一定波长范围内扫描物质的激发光谱，再选择ex做激第54页，共56页，编辑于2022
38、年，星期一发波长，测定溶液的荧光强度，进行定量分析。3.荧光分析一般采用标准曲线法，制作标准曲线和测定样品时都要将空白液的荧光强度调到零，再测定各标准管和样品的荧光强度。4.有些荧光物质的稀溶液在激发光照射下很容易分解而使荧光强度不断降低，所以不能用激发光长时间照射溶液。荧光强度还受温度、pH值、溶剂的很大影响，荧光光谱受水、乙醇、环己烷的干扰较大，而氯仿的干扰较小。5.荧光物质的浓度大于1mg/ml时，常常发生荧光自灭现象。第55页，共56页，编辑于2022年，星期一 产生荧光的有机物绝大多数是环状化合物，如芳香环、苯类、菲类，还有不饱和杂环如喹啉、吲哚、长链共轭多烯烃，如VA、VB2等。许多有机物不产生荧光或荧光效率不高，可以把它们转化为能产生荧光的物质或设法增强它们的荧光，如甾族化合物不发生荧光，用硫酸处理后可以转化为荧光物质；有些无机物不产生荧光，可以和有机试剂结合生成产生荧光的络合物进行分析。许多药物中的胺类、甾体类、抗生素类、维生素类、氨基酸、蛋白质、酶都可以用荧光法分析。第56页，共56页，编辑于2022年，星期一