Флуориметрия и фосфориметрия представляют собой методы спектрального анализа, основанные на измерении люминесценции веществ. Эти методы позволяют обнаруживать и количественно определять вещества с высокой чувствительностью, значительно превышающей возможности абсорбционных спектрофотометрических методов.
Люминесценция — это испускание света веществом после его возбуждения электромагнитным излучением. В зависимости от времени жизни возбужденного состояния различают флуоресценцию (время жизни 10⁻⁹–10⁻⁶ с) и фосфоресценцию (время жизни до нескольких секунд и более). Флуоресценция возникает почти мгновенно после поглощения фотонов, а фосфоресценция проявляется с запаздыванием вследствие переходов через запрещенные квантовые состояния.
Энергетическая схема люминесценции описывается диаграммой Джаблона-Якоба, где вертикальные линии отражают быстрые переходы без изменения положения ядерных координат, а наклонные — медленные релаксационные процессы. После поглощения фотона молекула переходит в возбужденное состояние S₁ или T₁ (синглетное или триплетное). Эмиссия происходит при возвращении в основное состояние S₀.
Ключевые параметры флуориметрии:
Для фосфориметрии важны также временные характеристики, так как измерение осуществляется с учетом продолжительности свечения.
Флуориметрические и фосфориметрические установки включают:
Статическая флуориметрия — измерение непрерывной интенсивности эмиссии при постоянном возбуждении. Применяется для быстрых и простых анализов.
Временная флуориметрия — регистрация времени жизни флуоресценции, используется для различения компонентов с разными кинетическими характеристиками.
Фосфориметрия с временной задержкой — позволяет уменьшить фоновое излучение и определять редкие или слабые фосфоресцирующие соединения.
Численные методы — калибровочные графики, логарифмический анализ затухания эмиссии, интегральная флуориметрия для сложных смесей.
Для получения достоверных результатов требуется чистый раствор аналита без оптических помех. Важно:
Флуориметрия и фосфориметрия широко применяются в аналитической химии для:
Высокая чувствительность методов (предел обнаружения до 10⁻¹²–10⁻¹⁵ М) делает их незаменимыми для микроаналитики и качественного контроля следовых количеств веществ.
Корректная калибровка и контроль этих факторов обеспечивают точность и воспроизводимость измерений.
Флуориметрия и фосфориметрия представляют собой высокочувствительные методы аналитической химии, обеспечивающие количественное и качественное определение широкого спектра веществ при минимальных концентрациях. Они сочетают физическую избирательность, возможности временного анализа и низкий фон измерений, что делает их неотъемлемой частью современного аналитического арсенала.