分子熒光光譜分析

molecular fluorescence analysis

當物質分子吸收了特徵頻率的光子，就由原來的基態能級躍遷至電子激發態的各個不同振動能級。激發態分子經與周圍分子撞擊而消耗了部分能量，迅速下降至第一電子激發態的最低振動能級，並停留約10－9秒（10的負9次方秒）之後，直接以光的形式釋放出多餘的能量，下降至電子基態的各個不同振動能級，此時所發射的光即是熒光。產生熒光的第一個必要條件是該物質的分子必須具有能吸收激發光的結構，通常是共軛雙鍵結構；第二個條件是該分子必須具有一定程度的熒光效率，即熒光物質吸光后所發射的熒光量子數與吸收的激發光的量子數的比值。使激發光的波長和強度保持不變，而讓熒光物質所發出的熒光通過發射單色器照射於檢測器上，亦即進行掃描，以熒光波長為橫坐標，以熒光強度為縱坐標作圖，即為熒光光譜，又稱熒光發射光譜。讓不同波長的激發光激發熒光物質使之發生熒光，而讓熒光以固定的發射波長照射到檢測器上，然後以激發光波長為橫坐標，以熒光強度為縱坐標所繪製的圖，即為熒光激發光譜。熒光發射光譜的形狀與激發光的波長無關。

對於稀溶液（吸光度A=εcl≤0.05 ）而言，其熒光強度F=2.3jI0εcl。式中j是熒光物質的熒光效率；I0為入射光強度；ε為熒光物質的摩爾吸光係數，c為熒光物質的濃度，l為樣品池的厚度。該式表明，在稀溶液（A≤0.05）和I0及l不變的條件下，熒光強度與該物質的濃度成正比。溶液的熒光強度還受到溶劑、溫度、pH值的影響。還會因熒光物質和其他溶質分子的相互作用而降低，這種現象稱為熒光猝滅。

進行分子熒光光譜分析的儀器稱熒光分光光度計。它由5 部分組成：光源；單色器；樣品池；檢測器；顯示裝置。

熒光激發光譜和發射光譜，可用來鑒定有機化合物。冷卻至 77K ，可獲得高度分辨的低溫熒光光譜，有利於鑒別。還可採用同步掃描熒光法，及1～4階的導數熒光光譜和三維光譜等，來鑒別多組分熒光物質。