METODYKA POMIARÓW WIDM FLUORESCENCJI (WF) NA MPF-3 (PERKIN-HITACHI)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "METODYKA POMIARÓW WIDM FLUORESCENCJI (WF) NA MPF-3 (PERKIN-HITACHI)"

Mieczysław Kozieł
6 lat temu
Przeglądów:

1 METODYKA POMIARÓW WIDM FLUORESCENCJI (WF) NA MPF-3 (PERKIN-HITACHI) (Uzupełnieniem do niniejszej metodyki jest instrukcja obsługi spektrofluorymetru MPF-3, która znajduje się do wglądu u prof. dr hab. Andrzeja Maciejewskiego.) Poprawka na monochromator wzbudzenia: minus 1nm, np λ wzb =360nm ustawione na MPF-3 odpowiada w rzeczywistości λ wzb =359nm. Poprawka na monochromator emisji: minus 5nm, np WF zmierzone w zakresie spektralnym nm na MPF-3 odpowiada w rzeczywistości WF w zakresie nm. WF widmo emisji, WA widmo absorpcji 1) Po wygrzaniu spektrofluorymetru MPF-3 (przez ok. 30 minut) w pierwszej kolejności należy zmierzyć prąd ciemny z fotopowielaczy 1 (pomiarowy) i 2 (licznik kwantów). Pomiar ten wykonuje się przy zamkniętej szczelinie monochromatora pozycja S. Jest to pomiar punktowy, wybierany z menu programu es2.exe jako: Acquisition Point, a następnie ustawienia: Counter No. = 1 (lub 2 fotopowielacz) Counting time = 1000ms Points number = 10 Spisać otrzymane wyniki i wpisać je w parametry pomiaru ciągłego wybieranego z menu: Acquisition Spectrum. 2) Na początku i końcu serii pomiarowej danego dnia wykonać pomiary WF dla QS. 3) W przypadku pomiarów dla układu badanego po raz pierwszy (brak wcześniejszych danych) należy wykonać pomiary testowe na dwóch próbkach A i B według następującego schematu: Próbka A 1. WA w całym zakresie spektralnym dla badanego układu 2. WF w podanym zakresie spektralnym dla badanego układu 3. WF w podanym zakresie spektralnym dla badanego układu a następnie: Próbka B: 4. WA w całym zakresie spektralnym dla badanego układu 5. WF w podanym zakresie spektralnym dla badanego układu - 1 -

2 Próbka A i B to takie same próbki badanego, nowego układu (ten sam roztwór, o tym samym stężeniu). Przy czym podczas pomiarów 1, 2 i 3 dla próbki A, próbkę B należy przechowywać bez dostępu światła. W przypadku stwierdzenia zmiany intensywności WF lub WA o około 10% lub większej i/lub każdej zmiany kształtu WA lub WF, w celu prowadzenia dalszych badań należy skontaktować się z opiekunem pracy! (zachodzą procesy fotochemiczne i/lub termiczne). 4) W przypadku pomiarów WF dla wcześniej badanego układu (o znanych właściwościach spektralnych i fotofizycznych) należy na końcu serii pomiarowej danego dnia powtórzyć pomiar początkowy, tj. np. jeśli dla badanego związku rozpoczęto pomiary WF od λ wzb =420nm, to kończąc pomiary danego dnia należy ponownie wykonać pomiar WF badanego związku dla tego samego λ wzb =420nm. (Pomiar sprawdzający jakość próbki, czy przebiegają procesy fotochemiczne i/lub termiczne oraz stabilność pracy MPF-3) 5) W przypadku gdy zaplanowany cykl pomiarowy dla badanego układu z powodów ograniczeń czasowych musi zostać podzielony na kilka dni/części, to końcowy pomiar w danym dniu pomiarowym powinien być zarazem pomiarem rozpoczynającym (początkowym) następnego dnia dalszą część cyklu, np. gdy zakończono pomiar WF badanego układu dla λ wzb =500nm, to następnego dnia pomiary rozpoczyna się od tej długości fali λ wzb =500nm. Jeśli stwierdzi się dla powyższych widm różnice w intensywności WF > 10% i WA > 5% oraz/lub będzie widoczna jakakolwiek zmiana kształtu widm z obu dni pomiarowych to konieczny jest kontakt z opiekunem pracy! 6) Widma emisji badanej próbki: a) pomiar co najmniej 3 widm emisji dla danej długości fali wzbudzenia w pełnym podanym zakresie spektralnym lub b) 1 WF w pełnym podanym zakresie spektralnym i 2 WF w wycinku zakresu spektralnego widma. Wycinek to ok nm WF w okolicy maksimum pasma. Ważne, aby dla próbki były zawsze 3WF dla danego λ wzb albo według pkt 6a) lub pkt 6b)! 7) Widma emisji rozpuszczalnika: po jednym dla danej długości fali wzbudzenia, w pełnym podanym zakresie spektralnym. Przy czym jeśli I em -rozpuszczalnika > 10% I em -próbki, to należy zmierzyć WF rozpuszczalnika co najmniej 2 razy dla danej λ wzb, spełniając powyższy warunek 6a lub 6b

3 8) Przy ustawianiu początku zakresu spektralnego widma oraz długości fali wzbudzenia należy pamiętać o tym, że zawsze początek zakresu spektralnego widma musi być przesunięty długofalowo z reguły o 10nm względem λ wzb! np.: dla λ wzb =500nm początek zakresu spektralnego widma od 510nm! To przesunięcie należy tak dobrać, aby intensywność rozpraszania Raileigha była nie większa niż intensywność WF w maksimum pasma emisji. Wielkość przesunięcia bezpośrednio zależy od szerokości szczeliny monochromatora wzbudzenia Δλ wzb i Φ F badanego związku. 9) Ponadto w nielicznych przypadkach należy również pamiętać o rozpraszaniu wynikającym z II rzędu siatki dyfrakcyjnej. Np. dla λ wzb =340nm, przy pomiarze WF w zakresie spektralnym np nm należy użyć odpowiedni filtr (39 lub 43), aby pozbyć się pochodzącego od rozpraszania pasma z maksimum przy długości fali 2xλ wzb =2x340nm=680nm. 10) Ważne! a) zawsze wkładać kuwety pomiarowe do MPF-3, tak aby promieniowanie padające w danej serii pomiarowej przebiegało przez tę samą długość drogi optycznej, np.: w kuwetach 0.4x1cm wzbudzenie zawsze przez 0.4cm, a emisja zbierana z 1cm; b) starannie oczyścić kuwety od strony zewnętrznej (z tłustych śladów po palcach, zacieków, pyłków kurzu, etc) bezpośrednio przed wstawieniem kuwety do komory pomiarowej MPF-3 i następnie tak uważnie chwytać kuwetę, aby podczas dalszych badań nie zanieczyścić ścianek zewnętrznych to samo tyczy się pomiarów absorpcyjnych; c) aby uzyskać niezniekształcone WF należy użyć próbkę o A λwzb 0.4 (dla l-długości drogi optycznej padającego promieniowania w MPF-3); d) jeśli mierzone WF ma być wykorzystane do wyznaczania Φ F to użyte Δλ wzb musi być takie samo jak stosowane w punktowych pomiarach WA

4 METODYKA POMIARÓW WIDM WZBUDZENIA FLUORESCENCJI (WWF) NA MPF-3: Metodyka jest analogiczna jak dla pomiarów WF, przy czym należy wybrać odpowiednie λ em, najczęściej odpowiadające I max em w WF oraz Δλ wzb takie samo jak Δλ w pomiarze widma absorpcji. W celu uzyskania rzeczywistego kształtu WWF, niezniekształconego aparaturowo, wartość Δλ wzb (w cm -1 ) nie powinna być większa niż 0.1 szerokości największego pasma w WA, w połowie jego wysokości. Zakres spektralny WWF taki sam jak WA. Jeśli zachodzi konieczność użycia filtra 43, w celu eliminacji pasma pochodzącego od światła rozproszonego w WWF, to ustawić go na MPF-3, ale nie wpisywać w programie es2.exe. Pomiar I 0 : Pomiary I 0 powinny być wykonywane na koniec dnia pomiarowego, kiedy to MPF-3 pracuje najstabilniej. Pomiar ten wykonuje się podobnie jak pomiar prądu ciemnego pomiar punktowy dla fotopowielacza 2, przy 1000ms i 10 punktach pomiarowych. Ustawia się konkretną λ wzb, otwiera szczelinę w pozycji i rozpoczyna pomiar, a następnie notuje uzyskany wynik. Pomiary wykonuje się dla wszystkich stosowanych wcześniej λ wzb przy czym dla każdej λ wzb wykonuje się takich pomiarów od 5 do 10. Wyrażenia stosowane do obliczeń korzystając z WA, WF i WWF: 1) Prawo Lamberta-Beera określa natężenie pasm widm absorpcji: I log I 0 = A = clε gdzie: I 0 natężenie promieniowania padającego I natężenie promieniowania przepuszczonego l droga optyczna c stężenie związku absorbującego (centrów absorpcji) ε - stała proporcjonalności (gdy l jest wyrażone w centymetrach, a stężenie c w mol/dm 3,to stała ta nosi nazwę molowego współczynnika absorpcji i jest wyrażona w dm 3 mol -1 cm -1 ). 2) Intensywność światła absorbowanego (I abs ) przez badany związek, gdy tylko on absorbuje promieniowanie oblicza się ze wzoru: Aλ wzb = ( 1 10 ) I abs 3) Intensywność światła absorbowanego przez badany związek (I BZ abs ) gdy nie tylko on absorbuje promieniowanie (ale także np. rozpuszczalnik (R), wygaszacz, sensibilizator, itp.): - 4 -

5 I BZ abs ABZ = A + A BZ R (1 10 ( A BZ + AR w którym indeks R odnosi się do wartości absorbancji użytego rozpuszczalnika, a indeks BZ do absorbancji badanego związku. 4) Intensywność światła emitowanego (I em ) przez badany związek oblicza się ze wzoru: A λwzb Iem = I0ΦF (1 10 ) k ) ) 5) Wydajność kwantową emisji badanego związku (Φ F ) oblicza się ze wzoru: Φ I dν I (1 10 ) n st A st 2 st em 0 F = ΦF F st A 2 st k I I0 (1 10 ) ( n ) emdν gdzie: A absorbancja roztworu dla długości fali, którą wzbudzano próbkę I em intensywność emisji wyrażona w cm -1 n współczynnik załamania światła rozpuszczalnika, I 0 intensywność promieniowania padającego na próbkę F k czynnik korygujący związany z użyciem innego λ wzb i/lub kuwety dla badanego związku i dla standardu. st indeks informujący o tym, że dana wielkość odnosi się do wzorca (standardu) Od WF badanego związku odejmuje się WF rozpuszczalnika po przemnożeniu go przez czynnik f=(1-10 -A(λwzb) )/2.3A λwzb, a następnie podstawia do powyższego wzoru. Należy pamiętać, że WF dla standardu musi być zmierzone przy takich samych parametrach jak WF dla badanego związku, oraz o tym, że Δλ wzb przy pomiarach WF musi być takie samo jak przy pomiarach WA - 5 -

Podobne dokumenty

METODYKA POMIARÓW WIDM ABSORPCJI (WA) NA CARY-300 (Varian) i V-550 (JASCO)

METODYKA POMIARÓW WIDM ABSORPCJI (WA) NA CARY-300 (Varian) i V-550 (JASCO) Czas od włączenia spektrofotometru Cary-300 do momentu uzyskania stabilnej pracy: ok 30 minut., w przypadku V-550 ok. 3h. WA widmo