79. Гашение флуоресценции

I _фл I_фл I_фл

с t,⁰C рН

В области малых концентраций между I_фл. и концентрацией действует прямая пропорциональность I = К С. Именно эта область и используется для количественнОг9 анализа и охватывает область концентраций от 10^-7 - 10^-8 моль/л. С повышением концентрации интен­сивности флуоресценции становится постоянной, а затем резко падает. Это уменьшение интенсивности флуоресценции с увеличением концентрации называется концентрационным гашением (тушением) флуоресценции. Явление концентрационного гашения флуоресценции объясняется несколькими причинами:

-при увеличении концентрации происходит сближение флуо­ресцирующих молекул, изменение их энергетических уровней и уве­личение количества безызлучательных переходов;

-при сближении молекул возникает возможность резонансного взаимодействия с передачей энергии, что приводит к потере энергии и уменьшению интенсивности флуоресценции;

-при сближении молекул возрастает взаимодействие молекул между собой и с молекулами растворителя с образованием не флуо­ресцирующих ассоциатов.

Интенсивность флюоресценции сильно зависит от температуры. Чаще всего повышение температуры приводит к снижению интенсив­ности флуоресценции. Это явление называется темпера­турным гашением флуоресценции. Температурное гашение флуорес­ценции связано с тем, что с повышением температуры увеличивается колебательная энергия молекул и возрастает количество безызлучательиых переходов, а также температурная диссоциация молекул. Однако в некоторых случаях с повышением температуры интенсивность флуоресценции также растет, что связано с образиванием модификаций молекул, способных флуоресцировать более интенсивно.

Интенсииность флуоресценции зависит от рН раствора. Общих закономерностей для этой зависимости нет Для некото­рых флуоресцирующих веществ интенсивность свечения с ростом рН увеличивается (кривая 1 ,для других - падает (кривая 2), некоторые вещества флуоресцируют только в определенном интерва­ле значений рН (кривая 3). Такие вещества называются флуоресцент­ными индикаторами. При изменении рН среды у многих флуорес­центных индикаторов изменяется и спектральная характеристика; т. е. цвет излучения.

Интенсивность флуоресценции зависит от присутствия в растворе посторонних веществ. Некоторые вещества, например бисуль­фат натрия, КМпО₄ и др., способны гасить флуорисценцию. Некото­рые вещества, наоборот, способны вызывать усиление флуоресцен­ции. Например, таким образом действуют на флуоресценцию хинина добавки сульфатов. Поэтому при проведении флуоресцентных иссле­дований, особенно количественных, необходимо следить за чистотой исследуемого вещества.

Гашение флуоресценции посторонними веществами (примес­ное гашение) может бьтть связано как с химическими, таки е физиче­скими процессами (рис.). При химическом гашении флуоресцирующая молекула вступает во взаимодействие с примесью, образуя нефлуоресцирующее соединение (таким гасителем является кислород. При физическом гашении флуоресценции происходит передача части энергии возбужденной молекулы постороннего вещества за счет безызлучательных переходов. Если спектры флуоресценции анализируемого вещества и гасителя находятся в одной спектральной области, происходит сильное гашение флуоресценции небольшие добавки такого гасителя резко снижают интенсивность свечения (а, б).

Е сли спектры анализируемого вещества и гасителя отличаются сильно, обмен энергией между ними происходит менее интенсивно и влияние такого гасителя на интенсивность флуоресценции значи­тельно меньше (б, г)

ε