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穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜（PL）

來源：鑠思百材料分析檢測時間：2022-10-11 14:13:26 瀏覽：6650次

1.什么是熒光

物體經(jīng)過較短波長的光照，把能量儲存起來，然后緩慢發(fā)出較長波長的光，發(fā)出的這種光就叫熒光。

2.什么是熒光光譜

任何熒光化合物都具有兩個特征光譜：激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。激發(fā)光譜反映了某一固定的發(fā)射波長下所測量的熒光強(qiáng)度對激發(fā)波長的依賴關(guān)系；發(fā)射光譜反映了某一固定激發(fā)波長下所測量的熒光的波長分布。

圖為：室溫下菲的乙醇溶液的激發(fā)光譜和熒(磷)光光譜

熒光光譜能夠提供激發(fā)譜、發(fā)射譜、峰位、峰強(qiáng)度、量子產(chǎn)率、熒光壽命、熒光偏振度等信息，熒光分析定性和定量的基礎(chǔ)。

3.什么是熒光壽命？

熒光物質(zhì)具有兩個重要的發(fā)光參數(shù)：熒光壽命和熒光量子產(chǎn)率。熒光壽命（τ）是指當(dāng)激發(fā)停止后，分子的熒光強(qiáng)度降到激發(fā)時最大強(qiáng)度的1/e所需的時間，它表示粒子在激發(fā)態(tài)存在的平均時間，通常稱為激發(fā)態(tài)的熒光壽命。與穩(wěn)態(tài)熒光提供一個平均信號不同，熒光壽命提供的是激發(fā)態(tài)分子的信息，前者可以告訴你事情發(fā)生了，而后者可以告訴你為什么發(fā)生。

熒光壽命與物質(zhì)所處微環(huán)境的極性、黏度等有關(guān)，可以通過熒光壽命分析直接了解所研究體系發(fā)生的變化。熒光現(xiàn)象多發(fā)生在納秒級，這正好是分子運動所發(fā)生的的時間尺度，因此利用熒光技術(shù)可以“看”到許多復(fù)雜的分子間作用過程，例如超分子體系中分子間的簇集、固液界面上吸附態(tài)高分子的構(gòu)象重排、蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的變化等。

4.什么是熒光量子產(chǎn)率？

熒光量子產(chǎn)率（φf）是熒光物質(zhì)另一個基本參數(shù)，它表示物質(zhì)發(fā)生熒光的能力，數(shù)值在0~1之間。熒光量子效率是熒光輻射與其他輻射和非輻射躍遷競爭的結(jié)果。

式中， kf為熒光發(fā)射過程的速率常數(shù)， ∑ki為其他有關(guān)過程的速率常數(shù)總和。一般來說， kf主要決定于化學(xué)結(jié)構(gòu)，而 ∑ki主要決定于化學(xué)環(huán)境，同時也與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。

5.什么是熒光分析？

熒光分析就是基于物質(zhì)的光致發(fā)光現(xiàn)象而產(chǎn)生的熒光的特性及其強(qiáng)度進(jìn)行物質(zhì)的定性和定量的分析方法。目前，也廣泛地作為一種表征技術(shù)來研究體系的物理、化學(xué)性質(zhì)及其變化情況，例如生物大分子構(gòu)象及性質(zhì)的研究。

熒光光譜適用于固體粉末、晶體、薄膜、液體等樣品的分析。根據(jù)樣品分別選配石英池（液體樣品）或固體樣品架（粉末或片狀樣品）。

熒光光譜分析可與顯微鏡耦合，獲得微區(qū)分析結(jié)果。熒光是無損傷、非接觸的分析技術(shù)，還可用于自動檢驗、批量篩分、遠(yuǎn)程原位分析和活體分析。

熒光分析的優(yōu)點：

（1）靈敏度高；

（2）選擇性強(qiáng)；

（3）試樣量少、方法簡單；

（4）提供較多的物理參數(shù)。但是也存在應(yīng)用范圍不夠廣泛、對環(huán)境敏感（干擾因素多）等缺點。

6.熒光光譜定性分析依據(jù)？

不同結(jié)構(gòu)熒光化合物都有特征的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，因此可以將熒光物質(zhì)的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜的形狀、峰位與標(biāo)準(zhǔn)溶液的光譜圖進(jìn)行比較，從而達(dá)到定性分析的目的。

7.熒光光譜定量分析原理？

在低濃度時，溶液的熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)的濃度成正比：F=Kc。其中，F(xiàn)為熒光強(qiáng)度，c為熒光物質(zhì)濃度，K為比例系數(shù)。這就是熒光光譜定量分析的依據(jù)。

上述關(guān)系不適用于熒光物質(zhì)濃度過高時，熒光物質(zhì)濃度過高，其熒光強(qiáng)度反而降低。原因有：

（1）內(nèi)濾效應(yīng)。一是，當(dāng)溶液濃度過高時，溶液中雜質(zhì)對入射光的吸收作用增大，相當(dāng)于降低了激發(fā)光的強(qiáng)度。二是，濃度過高時，入射光被液池前部的熒光物質(zhì)強(qiáng)烈吸收，處于液池中、后部的熒光物質(zhì)，則因受到入射光大大減弱而使熒光強(qiáng)度大大降低；而儀器的探測窗口通常對準(zhǔn)液池中部，從而導(dǎo)致檢測到的熒光強(qiáng)度大大降低。

（2）相互作用。較高濃度溶液中，可發(fā)生溶質(zhì)間的相互作用，產(chǎn)生熒光物質(zhì)的激發(fā)態(tài)分子與其基態(tài)分子的二聚物或其他溶質(zhì)分子的復(fù)合物，從而導(dǎo)致熒光光譜的改變和/或熒光強(qiáng)度下降。當(dāng)濃度更大時，甚至?xí)纬蔁晒馕镔|(zhì)的基態(tài)分子聚集體，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度更嚴(yán)重下降。

（3）自淬滅。熒光物質(zhì)的發(fā)射光譜與其吸收光譜呈現(xiàn)重疊，便可能發(fā)生所發(fā)射的熒光被部分再吸收的現(xiàn)象，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度下降。溶液濃度增大時會促使再吸收現(xiàn)象加劇。

當(dāng)然，熒光強(qiáng)度的影響因素還有溶劑、溫度、pH值、散射光等，在定量分析中需要加以考慮。

熒光光譜定量分析的計算與其他光譜類似，包括標(biāo)準(zhǔn)曲線法、比例法等。

8.熒光光譜的應(yīng)用領(lǐng)域？

熒光光譜已應(yīng)用于很多不同領(lǐng)域，特別是需要無損、顯微、化學(xué)分析、成像分析的場合。無論是需要定性還是定量的數(shù)據(jù)，熒光分析都能快速、簡便地提供重要信息。

來源：鑠思百材料分析檢測

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