熒光效率

熒光效率

熒光效率又稱熒光量子產額(quantum yield of fluorescence)和熒光量子效率。單位時間(秒)內,發射二次輻射熒光的光子數與吸收激發光初級輻射光子數之比值。

熒光效率定義


熒光效率(fluorescence efficiency )又稱為熒光量子產率(fluorescence quantum yield),是指激發態分子發射熒光的光子數與基態分子吸收激發光的光子數之比,常用 表示。

計算公式


熒光效率的影響因素


熒光效率是分子熒光性質的重要參數,它的影響因素有:
1)結構 大共軛體系,熒光效率高;以氯,溴,碘等重原子取代芳環上的氫原子,熒光效率降低;芳環引入羰基等生色團,熒光效率減弱;給電子基使熒光增強,吸電子基使熒光減弱;分子柔性上升,熒光效率降低;
2)環境因素 濃度過大時,熒光自猝滅嚴重;當溫度上升時,容易發生系間躥越,熒光效率降低;溶液的極性對熒光效率有影響,溶液極性越大,熒光效率越強;溶液PH值對含有酸鹼性取代基的芳香族化合物有影響;表面活性劑的存在會增強熒光效率;順磁性物質如溶液里溶解氧的存在會使熒光效率降低;
3)鏈的伸展和扭曲會改變熒光效率;
4)羰基化合物會發出部分磷光,普遍熒光效率低;
5)順反異構體有著不同的熒光效率;

一般物質的熒光效率


如果在受激分子回到基態的過程中沒有其他去活化過程與發射熒光過程競爭,那麼在這一段時間內所有激發態分子都將以發射熒光的形式回到基態,這一體系的熒光效率就等於1,一般物質的熒光效率在0~1之間。
例如:熒光素鈉在水中的熒光效率為0.92;熒光素在水中的熒光效率為0.65;蒽在乙醇中熒光效率為0.30;菲在乙醇中熒光效率等於0.10。熒光效率低的物質雖然有較強的紫外吸收,但所吸收的能量都以無輻射躍遷的形式釋放,內轉換和外轉換的速度很快,所以沒有熒光發射。

熒光效率的應用


熒光分子不會將全部吸收的光能都轉變成熒光,總或多或少地以其他形式釋放。各個熒光分子有其特定的吸收光譜和發射光譜(熒光光譜),即在某一特定波長處有最大吸收峰和最大發射峰。選擇激發光波長最接近於熒光分子的最大吸收峰波長,且測定光波長在接近於最大發射光波峰時,得到的熒光強度也最大。值的大小是與物質的化學結構緊密相關的。任何影響以至於改變物質化學結構的因素都會導致熒光量子效率的改變。為了弄清分子結構及其變化的情況,特別是那些有些微差別的化合物分子結構,熒光量子效率能夠提供一定的信息。