מדריך טכני לביצוע מדידות ספקטרוסקופיות במסגרות מתכת-אורגניות

לעתים קרובות, מדידת האופן שבו האור מתקשר עם מסגרות אורגניות מתכתיות, או MOFs, קשה לאופי הפיזור הגבוה שלהן. פרוטוקול זה הוא מדריך פשוט ויעיל להכנת דגימות מדידות לטכניקות ספקטרוסקופיות בעלות תובנה גבוהה. ההליך מבוסס באופן רופף על מערכות קודמות המשתמשות במוליכים למחצה קולואידים המיוצבים באמצעות פולימרים.

אז, זה יכול להיות מיושם על מערכות שונות הדורשות השעיה של חומרים. הבעיה הגדולה ביותר עם ההליך היא שהוא צריך להיות מכוון לסוג MOF. הגישה הטובה ביותר היא לסנן באופן שיטתי את משתני הליך זה עבור משרד החינוך.

התחל על ידי הכנת תרחיף של freebase PCN 222 המכיל bis amino סיים פוליאתילן גליקול, או peg aminated, בממס מתאים. באמצעות סוניק חוד, סוניק את המתלים למשך שתיים עד חמש דקות באמפליטודה של 20% עד 30% עם שתי שניות דולקות ושתי שניות הפסקה. להבטיח פיזור תקין והומוגניות של המתלים לאחר סוניקציה.

ציירו את המתלה לתוך מזרק פלסטיק טרי של 10 מיליליטר. הסר את מחט המזרק והחלף אותה במסנן מזרק רשת פוליטטרה-פלואורואתילן (polytetrafluoroethylene) או PTFE (PTFE). מעבירים את המסגרת האורגנית המתכתית, או MOF, דרך מסנן המזרק לבקבוקון נקי חדש.

כדי להקטין את גודל כתם הקרן, לפגוע בקובט שני מילימטר, הקם טלסקופ גלילי עם עדשה קעורה, או CCL אחת, ואחריה עדשה קמורה, או CVL אחת, הפוגעת בלייזר. ודאו שהמרחק בין שתי העדשות הוא בערך ההבדל בין שני מרחקי המוקד של העדשות. פתחו הן את תריסי הלייזר והן את תריסי הבדיקה והחליפו את דלת תושבת הדגימה הראשונה, SM אחת, בדלת תושבת הדגימה השנייה, SM שתיים.

ומניחים כרטיס פתק לתוך הר ההידוק SM שני כך שהכיוון שלו פונה לחלוטין לקרן הבדיקה. לאחר מכן, הגדר סדרה של שלוש מראות מיני בשם MM אחת, שתיים, שלוש. כוון את קרן הלייזר הנכנסת על ידי כוונון בקירוב של ידיות הסיבוב בתושבת P three קינמטית למרכז MM one.

כדי למזער את התפשטות קרן הלייזר ממראה למראה, מקם MM שתיים לפני MM אחת כדי להקטין את זווית ההשתקפות בין שתי המראות. כאשר הקרן פוגעת בערך במרכז MM אחד, סובב MM אחד כך שקרן הלייזר המוחזרת תפגע MM שתיים במרכז. באופן דומה, כאשר הקרן פוגעת במרכז מ"מ שתיים, סובב אותה כך שקרן הלייזר המוחזרת תפגע במ"מ שלוש במרכז.

כאשר הקרן פוגעת בערך במרכז מ"מ שלוש, סובב את מ"מ שלוש כדי לגרום לקרן הלייזר המוחזרת לפגוע בכרטיס פתק היישור באותה נקודה כמו קרן הבדיקה. באמצעות הידיות האנכיות והאופקיות במראות, כוונן את מיקומי קרן הלייזר בכל מראה ובכרטיס ההערה, וודא שלקרן יש מעט מאוד חיתוך לאורך נתיבה. חזור על יישור הקרן כפי שהודגם קודם, באמצעות קובטה של שני מילימטר עם מפרק פנימי של 14 על 20, או SC שניים, ומחיצת גומי של 14 על 20.

הכנס את הדגימה לתושבת דגימת הידוק, או SM שתיים, הפונה לחלוטין לנתיב קרן הבדיקה. לאחר מכן, כוונן את מיקומי קרן הלייזר על כל מראה ושני SM, עם הידיות האנכיות והאופקיות על המראות. עם בוחש בפרופיל נמוך, מערבבים את הדגימה במתינות ומבצעים מדידות ספיגה חולפת, או TA.

כדי ליישר את קורות המשאבה והבדיקה לספיגה חולפת מהירה במיוחד, או מדידות TA מהירות במיוחד, ראשית, הכינו את תמיסת הכרומופור ללא ניקוי. הפעל את מקור משאבת הלייזר והספקטרומטר המהירים במיוחד. פתח את תוכנת המגבר הפרמטרי האופטי והגדר אותה לאורך גל העירור הרצוי.

פתח את תוכנת ספקטרומטר TA האולטרה מהירה ובחר חלון בדיקה. מקם את הקובטה הסטנדרטית במחזיק הדגימה בקו אחד עם קרן הבדיקה. כוונן את עוצמת מקור המשאבה באמצעות צפיפות ניטרלית או גלגל מסנן ND כדי לראות את קרן המשאבה במידת הצורך.

הניחו כרטיס פתק לבן על צד הקובט הפונה למשאבה ולקרן הבדיקה. התאם את נקודת המשאבה בכרטיס ההערה עם ידיות הסיבוב על התושבת הקינמטית, כך שאנכית, היא באותו גובה כמו קרן הבדיקה ואופקית, היא נמצאת במרחק של מילימטר או שניים ליד קרן הבדיקה. ללא כרטיס ההערה, כוונן את מיקומי קרן המשאבה כדי לקבל את האות הספקטרלי הגבוה ביותר של TA.

כאשר המשאבה ואלומות הבדיקה מיושרות, החלף את מחזיק תא הדגימה בגלגל חור סיכה רכוב בעל חורים של 2000 אלף עד 25 מיקרון בנקודת המוקד של קרן הלייזר. ודא שגלגל חור הסיכה קרוב, אם לא בדיוק, בניצב לנתיב קרן הלייזר. הגדר את גלגל חור הסיכה כך שקרן הלייזר תעבור דרך חור הסיכה של 2000 מיקרון.

לאחר מכן, הגדירו גלאי המחובר ליד מד כוח בצד השני של גלגל חור הסיכה כך שכל קרן הלייזר תפגע בגלאי. סובב את הגלגל לגדלים קטנים יותר, מדידת ההספק בכל גודל כדי לקבוע את גודל נקודת האלומה. כדי לבצע בדיקת תגובת הספק ליניארית, לאחר שהמשאבה ואלומות הבדיקה מיושרות ודגימת MOF מעורבבת במחזיק הדגימה, מדוד ורשום את עוצמת המשאבה הממוצעת באמצעות מד כוח המחובר לגלאי בנתיב קרן המשאבה.

הסר את הגלאי מנתיב האלומה. במצב TA בתצוגה חיה, הקלט את אות הדלתא OD של דגימת MOF בנקודות שונות בספקטרום TA מיד לאחר תגובת הציוץ של כשתיים עד שלוש פיקושניות. התווה את נקודות הנתונים שנרשמו כ- Delta OD לעומת עוצמת אירוע בתוכנת ניתוח נתונים.

אם יש תגובת כוח ליניארית, העלילה המתקבלת יוצרת קו ישר, כאשר יירוט Y הוא אפס. אם יש תגובת כוח לא ליניארית, כצפוי, נצפות בדרך כלל סטיות משמעותיות מעקומה ליניארית. כאשר משווים את ספקטרום הבליעה האלקטרונית של PCN 222 החופשי ל-PEG משועשע, הספקטרום של PCN 222 ללא PEG משועבד וסינון הראה מעבר אלקטרוני רחב יותר ופיזור בסיסי ניכר.

ללא שימוש ב-aminated peg, ספקטרום העירור והפליטה של freebase PCN 222 והמקשר, H2TCPP ב-DMF, התיישרו היטב. ההבדלים באורך חיי הפליטה יוחסו למרווה של העברת אנרגיה של מקשרי H2TCPP חלבונים וחלבונים. ספקטרום TA של PCN 222 ללא PEG משועבד מיד לאחר עירור פס המיון ב 415 ננומטר הראה פיזור משמעותי, מה שגרם לספקטרום TA להיות שלילי יותר ויותר עם אורך גל פוחת.

זה עמד בניגוד מוחלט לספקטרום של H2TCPP בתמיסה. גם הקינטיקה של H2TCPP ו-freebase PCN 222 ללא PEG משועבד הייתה שונה לחלוטין. עם זאת, הספקטרום של freebase PCN 222 עם PEG aminated ואורך חייו התיישר הרבה יותר טוב עם ספקטרום H2TCPP TA.

ספקטרום TA מהיר במיוחד של PCN 222 חופשי עם PEG משועבד דמה לזה של המקשר בתמיסה, והראה אקונומיקה במצב קרקע בערך 420 ננומטר וספיגת מצב מעורר משני צדי האקונומיקה. כל התצפיות הללו הצביעו על כך שהאות שנצפה היה מה-MOF ולא עקב פיזור. זה קריטי למדוד את הספקטרום והקינטיקה של מקשר MOF המומס כדי להבין למה לצפות כאשר בוחנים את הספקטרום והקינטיקה של MOF עצמו.

טכניקה זו מאפשרת לחוקרים להתמקד באמת בהבנת התנהגות הדגימה כאשר היא נחשפת לאור, במקום למצוא דרכים להכין דגימה כראוי למדידות.