【摘要】 在紫外或可见电磁辐射下,分子跃迁到激发态,这个过程中能量的发散方式包括两种,大多数分子与其他分子发生碰撞并以热的形式消耗能量;少数分子以光的形式放射出部分能量,又被称为光致发光,需要注意的是放射光的波长不同于所吸收辐射的波长。

稳态/瞬态荧光光谱仪如图1所示,其工作原理为:在紫外或可见电磁辐射下,分子跃迁到激发态,这个过程中能量的发散方式包括两种,大多数分子与其他分子发生碰撞并以热的形式消耗能量;少数分子以光的形式放射出部分能量,又被称为光致发光,需要注意的是放射光的波长不同于所吸收辐射的波长。

 

图1 稳态/瞬态荧光光谱仪图片

分子发光包括荧光、磷光、化学发光、生物发光和散射光谱等。分子荧光光谱法是基于化合物的荧光测量而建立起来的分析方法。被测的荧光物质在激发光照射下所发出的荧光,经过单色器变成单色荧光后照射于光电倍增管上,由其所发生的光电流经过放大器放大输至记录仪。一个激发,一个发射,采用双单色器系统,可分别测量激发光谱和荧光光谱。

 

荧光寿命和荧光量子产率是荧光物质的两个重要的发光参数:

荧光寿命(τ)是指当激发停止后,分子的荧光强度降到激发时最大强度的1/e所需的时间,它表示粒子在激发态存在的平均时间,被称为激发态的荧光寿命。与稳态荧光提供一个平均信号不同,荧光寿命提供的是激发态分子的信息。荧光寿命与物质所处微环境的极性、黏度等有关,可以通过荧光寿命分析所研究体系发生的变化。荧光现象多发生在纳秒级,对应于分子运动所发生的的时间尺度,因此利用荧光技术可以了解到许多复杂的分子间作用过程。
    荧光量子产率(φf)是荧光物质另一个基本参数,它表示物质发生荧光的能力,数值在0~1之间。荧光量子效率是荧光辐射与其他辐射和非辐射跃迁竞争的结果。

 

式1

如式1所示,式中, kf为荧光发射过程的速率常数, ∑ki为其他有关过程的速率常数总和。一般来说, kf主要决定于化学结构,而 ∑ki主要决定于化学环境,同时也与化学结构有关。

 

  • 王文韵, 于皎路, 于英宁,等. 分子和离子的荧光寿命测量和研究[J]. 激光杂志, 1993.
  • 李隆弟, 张满. 溶液荧光量子产率的相对测量[J]. 分析化学, 1988(08): 66-68.

 

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