荧光分析法(fluorescence analysis)
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某些物质的分子能吸收能量而发射出荧光,根据荧光的光谱和荧光强度,对物质进行定性或定量的方法,称为荧光分析法(fluorescence analysis)。
荧光分析法具有灵敏度高、选择性强、需样量少和方法简便等优点,它的测定下限通常比分光光度法低2~4个数量级,在生化分析中的应用较广泛。
在室温下分子大都处在基态的最低振动能级,当受到光的照射时,便吸收与它的特征频率相一致的光线,其中某些电子由原来的基态能级跃迁到第一电子激发态或更高电子激发态中的各个不同振动能级,这就是在分光光度法中所述的吸光现象。跃迁到较高能级的分子,很快(约10-8s)因碰撞而以热的形式损失部分能量,由所处的激发态能级下降到第一电子激发态的最低振动能级,能量的这种转移形式,称为无辐射跃迁。由第一电子激发态的最低振动能级下降到基态的任何振动能级,并以光的形式放出它们所吸收的能量,这种光便称为荧光。
荧光分析法是测定物质吸收了一定频率的光以后,物质本身所发射的光的强度。物质吸收的光,称为激发光;物质受激后所发射的光,称为发射光或荧光。如果将激发光用单色器分光后,连续测定相应的荧光的强度所得到的曲线,称为该荧光物质的激发光谱(excitation spectrum)。实际上荧光物质的激发光谱就是它的吸收光谱。在激发光谱中最大吸收处的波长处,固定波长和强度,检测物质所发射的荧光的波长和强度,所得到的曲线称为该物质的荧光发射光谱,简称荧光光谱(fluorescence spectrum)。在建立荧光分析法时,需根据荧光光谱来选择适当的测定波长。激发光谱和荧光光谱是荧光物质定性的依据。
对于某一荧光物质的稀溶液,在一定波长和一定强度的入射光照射下,当液层的厚度不变时,所发生的荧光强度和该溶液的浓度成正比,这是荧光定量分析的基础。
二、荧光仪的主要部件
测定荧光可用荧光计和荧光分光光度计,二者的结构复杂程度不同,但其基本结构是相似的。由光源发出的光,经单色器让特征波长的激发光通过,照射到液槽使荧光物质发射出荧光,经第二个单色器让待测物质所产生的特征波长荧光通过,照射到检测器产生光电流,经放大后以指针指示或用记录仪记录其信号。
仪器
的主要部件如下:
1.光源:发射紫外区和可见区的激发光,一般常用的为溴钨灯和供蒸汽灯,以及氙弧灯。
2.单色器:
仪器
共有两个单色器,作用分别是滤去非特征波长的激发光,和滤去非特征波长荧光的杂散光。
3.液槽:用来盛放待测溶液。
4.检测器:检测待测物质所发射的荧光信号。
三、荧光分析法的定性和定量
(一)定性分析
荧光物质特性的光谱包括激发光谱和荧光光谱两种。在分光光度法中,被测物质只有一种特征的吸收光谱,而荧光分析法能测出两种特征光谱,因此,鉴定物质的可靠性较强。当然,必须在标准品对照下进行定性。
(二)定量测定
荧光分析法的定量测定方法较多,可分为直接测定法和间接测定法两类。
1、直接测定法:
利用荧光分析法对被分析物质进行浓度测定,最简单的便是直接测定法。某些物质只要本身能发荧光,只须将含这类物质的样品作适当的前处理或分离除去干扰物质,即可通过测量它的荧光强度来测定其浓度。具体方法有两种。
(1)直接比较法:配制标准溶液的荧光强度Fx,已知标准溶液的浓度Cs,便可求得样品中待测荧光物质的含量。
如果空白溶液的荧光强度调不到零,则必须从Fs和Fx值中扣除空白溶液的荧光强度F0,然后进行计算。