荧光光谱技术,应用程序和原则

荧光光谱法是基于关键原则和应用程序的数量。这些是下面。

亚布隆斯基图是什么?

亚布隆斯基图是1933年发展起来的。这是一个受人尊敬的示意图的过渡期间一个分子的电子态荧光的现象。在下面的图中,左轴强调提高能源,一个正常的荧光分子具有光谱吸光度。这个吸光度光谱说明分子会吸收光的波长或能量。

图1所示。亚布隆斯基图的吸光度和荧光分子

如果入射光波长的分子能够吸收光子,然后电子基态的分子本身是兴奋到一个更高的激发态。这是显示为S₂在图上。

在这个过程中,电子通过一个内部转换,因为他们受到的热损失的影响环境和振动弛豫。接下来,一个光子发出躺单线态激发态的最低水平。这是荧光。

在更普遍出现荧光,光子发射波长比吸收的光子更高。

这个图在荧光的理解是至关重要的。从检查图本身可以被理解,荧光光谱的测量涉及研究分子发出的强度,它释放的能量和时间花在其激发态分子。后者的这些测量荧光寿命。

这些可见可以影响淬火等一系列的因素被其他分子,能量传递与其他分子,pH值,当地的极性,温度,绑定或聚合。能够理解这些相互作用的潜在机制可以提供真正的了解什么是被当浏览一个荧光光谱的变化或终生。

两个无辐射失活过程存在直接竞争的荧光。这些是系统从激动的单线态和三重态的内部转换从最低的单线态基态。

这两个过程的前会导致一个特定的现象称为磷光。

荧光寿命是什么?

最基本的,一个分子的荧光寿命可以被理解为时间的平均时间花在激发态。

图2。荧光素的荧光寿命衰变(红色)、仪器响应(蓝色)和(绿色)。误差残差图所示低。在这里,生命周期大约是4.0 ns。

这个问题很大程度上取决于分子的类型及其当地环境。分子的激发态衰变以指数的方式如下所反映出的方程。

测量荧光寿命,而不是一个标准的强度测量提供了特定的优势,具体来说,它是一个绝对测量,而不是相对稳态测量,只能提供一个时间平均信号。

我(t) =₀经验值^{(- t /τ)}

τ是荧光寿命和强度衰减的时间为1 / e的初始值。

如果有多个激发态分子的存在,这可能是因为被检查的样本实际上包含一系列荧光分子。哪里有不同的当地环境或者一个分子进行转换,这可能会导致有不同种类的激发态,因此衰减更复杂。

然而,只有是一个为每个激发态存在指数衰减,这可以表示为一个指数如下显示。在这个例子中,α(pre-exponential因素)是代表每个t的相对浓度衰减观察到整体衰变。

有效的比较测量,之前它有利于规范化因子以某种方式。

比较各在哪里荧光物种是必要的,那么可以使用归一化α。如果比较贡献稳态光谱(总体荧光发射)是可取的,那么分数或相对振幅(%)可以使用。后者的这两个值是pre-exponential因素加权的一生。

图3。方程获得荧光寿命、组件的时间常数,振幅,平均水平

有时是同样可以代表一个复杂的衰变,平均寿命,但应该注意的是,这是最好通过正确造型复杂的衰变本身而不是试图附加一个指数衰减。

然而,在很多情况下使用振幅平均寿命是最好的选择。当考虑淬火实验,不过,最好是采用平均荧光强度。发表的作品Lacowicz(2006)和Berezin(2010)探讨这些平均值的优点非常多的细节。

磷光是什么?

如前所述,磷光发出光子的过程是一个禁止三重态而不是单线态激发态。一个荧光发射通常是在皮秒纳秒范围,但磷光通常持续几微秒,毫秒甚至更长时间,有时只要几分钟或几小时。

图4。亚布隆斯基图磷光发射

磷光,脉冲源,如LED或闪光灯的使用是为了测量光谱和衰变更长时间尺度。这些测量可以使用更长的脉冲源生活像一个氙气闪光灯,闪光灯的时机通常是用来测量光谱出席各种磷光寿命。

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