Kaj je fluorescenca Spektroskopija?
Fluorescenčne spektroskopije analizirajo fluorescenco molekul na podlagi njihovih fluorescentnih lastnosti.
Fluorescenca je luminescenca, ki se pojavi, ko molekulo vznemiri foton v elektronsko vznemirjeno stanje, da se vrne v stanje zemlje.
Fluorescencijo spektroskopija uporablja snop svetlobe, da razburja elektrone v določenih spojinih molekulah in povzroči, da oddajajo svetlobo. Svetloba gre skozi monokromator in vstopi v detektor, kjer je zaznan, ki se uporablja za merjenje in prepoznavanje molekul ali sprememb v molekulah.
Uvod v fluorescencijsko spektroskopijo in preskušanje življenjske dobe
Fluorescenca se široko nanaša na pojav luminescence, svetlobe, ki jo oddajajo molekule. Obstaja več vrst sijaja.
Fotoluminescenca je emisija fotonov, ki jih vzburja svetlobna energija ali fotoni.
Kemiluminescenca, opredeljena kot luminescenca fotonov, navdušenih s kemično energijo, vključuje bioluminiscenco, kot je videti v kresnicah in številnih morskih življenje.
Electroluminescence je emisija fotonov, ko električna energija ali močno električno polje spodbuja fotone, kot so pri nekaterih svetlobnih aplikacijah.
Natančneje, fluorescenca je vrsta fotoluminescence, kjer svetloba postavi elektrone v vznemirjeno stanje. Vznemirjeno stanje z vibracijami hitro izgubi toplotno energijo v okolje, nato pa oddaja fotone iz najnižjega vznemirjenega stanja. Ta proces emisij fotona je v skladu z drugimi neradiativnimi postopki, vključno s prenosom energije in izgubo toplote.
Pri uporabi izraza "fluorescenca" se enaka merilna metoda na splošno uporablja za katerega koli od zgoraj navedenih razredov luminescence.
Kaj je fluorescenca Spektroskopija?
Fluorescenca razburjenje in emisije spektra zrcali med seboj. Fluorescenčna spektroskopija uporablja emisije in vneto, da vidi, kako se vzorec spreminja.
Sl. 1: Spekter fluorescenčnih vzburj (modra) in emisijski spekter (vijolična) sta zrcalni sliki drug drugega
Fluorescencijo fluorescenčnega spektroskopija v stanju enakomernega stanja je, ko molekula fluorescence, ko se vzburja s stalnim svetlobnim virom, odkrijejo pa se oddajani fotoni ali intenzivnost kot funkcija valovne dolžine. Emisijski spekter fluorescence je, ko se določi valna dolžina vzmetenja, se skenira valovna dolžina emisije, pridobljeno pa je razmerje med intenzivnostjo in valovno dolžino emisij.
Spekter razburljivosti fluorescence je, ko je emisijska valovna dolžina določena, s spremembo razburljive enobarvne valovne dolžine, skeniranjem intenzivnosti pri različnih valovnih dolžinah. Na ta način spekter zagotavlja informacije o vzorcu in absorpciji valovnih dolžin, da se izbere optimalna enotna valovna dolžina emisij za odkrivanje emisij. Podobno je absorpcijo spektroskopije, vendar je bolj občutljiva tehnika v smislu omejitev zaznavanja in molekularne specifičnosti. Vabljiv spektri so specifični za eno samo emisijsko valovno dolžino/vrsto glede na absorpcijo vseh absorbirajočih vrst v merilni raztopini ali vzorcu. Spektri emisij in razburjenje danega fluorofora so zrcalne slike drug drugega. Emisijski spektri se običajno pojavljajo pri višjih valovnih dolžinah (nižjih energij) od spektra za razburljivo ali absorpcijo
Ta dva spektra tipa (emisije in razburjanja) se uporabljata za opazovanje spreminjanja vzorca. Spektralna intenzivnost in vrhovna valovna dolžina se lahko razlikujeta s spremenljivkami, kot so temperatura, koncentracija ali interakcije z okoliškimi molekulami. To vključuje ugašanje molekul in molekul ali materialov, ki sodelujejo pri prenosu energije. Nekateri fluorofori so občutljivi na lastnosti topilnega okolja, kot so pH, polarnost in določene ionske koncentracije.
Katere vrste molekul ali materialov izkažejo fluorescencijo?
Fluorescenca emisijske spektre nekaterih pogostih fluoroforov. Fluorofori igrajo osrednjo vlogo pri fluorescencni spektroskopiji in naredijo to vrsto spektroskopije zelo občutljivo tehniko.
Sl. 2: Fluorescenčnih emisijskih spektrov nekaterih skupnih fluoroforjev po UV in vidnem spektru
Fluorescentne molekule in materiali prihajajo v vseh oblikah in velikostih. Nekateri so samo po sebi fluorescentni, kot so klorofil in ostanki aminokisline tryptophan (Trp), fenilalanin (Phe) in tirozin (Tir). Drugi so molekule, sintetiizirane kot stabilne organske snovi ali oznake, ki se lahko dodajo v druge ne fluorescenčne sisteme. Na splošno imajo organske fluorescenčne molekule strukturne lastnosti, kot so aromatični obroči in π-konjugirajoči elektroni. Glede na njihovo velikost in strukturo organska bojila oddajajo svetlobo v valovnih dolžinah od ultravijolike do skoraj infrardečega.
Spodaj je nekaj naključnih skupnih fluoroforjev, katerih emisijo je mogoče videti na območju UV-Vis. Za nekatere redke zemeljske elemente, kot solantanidi, zaradi napolnjenih višjih elektronskih orbital, se med 4f-5d ali celo 4f-4f orbitale pojavljajo elektronski prehodi zaradi prenosa naboja iz kovinskih ligandov. (Bunzli, 1989) Obstaja veliko molekul, ki oddajajo svetlobo v naravi, kot so nekatere aminokisline, klorofil in naravni pigmenti. Še vedno so drugi skrbno zasnovani za posebne uporabe v fluorescencijo spektroskopija
Primeri fluorescentnih molekul in materialov:
Aminokisline (Trp, Phe, Tyr)
Izvedeni finančni instrumenti osnovnih parov (2-AP, 3-MI, 6-MI, 6-MAP, pyrrole-c, tC)
klorofil
Fluorescenčne beljakovine (FP)
Organska bitja (fluorescein, rodamin, n-aminokumarini in njihovi derivati)
Redki zemeljski elementi (Lanthanides)
Polprevodniških
kvantne točke
enostene ogljikove nanocevke
Sončna baterija
Pigment, Elektroplating
Fosfor
Več...
Druge molekule in materiali, kot so fluorescenčni proteini, polprevodniki, fosforji in redki zemeljski elementi, se pogosto uporabljajo fluorescenčni vzorci. Polimeri, ki vsebujejo konjugiranje aromatskih ogljikovodikov ali dienov, imajo pogosto tudi fluorescenčne lastnosti. Seveda so znanstveniki delali tudi na ustvarjanju novih materialov.
