12.14
형광계와 분광형광계는 분자 형광을 측정하는 데 사용되는 두 가지 유형의 계측기입니다. 이러한 계측기는 여기 및 방출 파장을 선택하는 방법과 사용하는 광원 유형이 다릅니다. 형광계는 흡수 간섭 필터를 사용하여 여기 및 방출 파장을 선택합니다. 형광계의 여기 소스는 일반적…
형광계와 분광형광계는 분자 형광을 측정하는 데 사용되는 두 가지 기기로, 각각 광원, 필터 또는 모노크로메이터, 시료 셀, 변환기 및 신호 프로세서를 갖추고 있습니다.
형광측정기는 저압 수은 증기 램프를 여기 소스로 사용하며 흡수 또는 간섭 필터를 사용하여 여기 및 방출 파장을 선택합니다.
반대로, 분광 형광계는 고압 크세논 아크 램프와 모노크로메이터를 사용하여 여기 및 방출 파장을 선택합니다.
두 장치 모두 광전자 증배관 또는 전하 결합 장치와 같은 변환기를 통해 형광을 감지하여 신호를 전기 측정으로 변환합니다.
분자 인광은 인광계를 사용하여 측정되며, 이는 위상차가 아닌 회전 초퍼를 사용하여 여기와 인광 방출 사이의 지연을 설명합니다.
이 초퍼는 여기 중에는 형광 방출을 차단하고 인광 방출 측정 중에는 여기 소스를 교대로 차단합니다.
여기서, 시료는 유기 용매 혼합물에 용해되어 액체 질소 온도에서 동결되거나 고체 기판에 고정되어 외부 변환에 의한 여기 상태의 비활성화를 방지합니다.
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Q1: What is the main difference between a fluorometer and a spectrofluorometer?
Fluorometers use low-pressure mercury vapor lamps and absorption or interference filters to select excitation and emission wavelengths, making them suitable for quantitative measurements but unable to record spectra. Spectrofluorometers employ high-pressure xenon arc lamps and monochromators to select wavelengths, allowing them to record excitation or emission spectra for more detailed fluorescence analysis.
Q2: How do transducers in fluorometers and spectrofluorometers convert light signals?
Both instruments use transducers such as photomultiplier tubes or charge-coupled devices to detect fluorescence emission and convert the light signal into an electrical measurement. The signal processor then analyzes this electrical output, enabling quantitative determination of fluorescence intensity from the sample.
Q3: Why is a phosphorimeter different from a fluorometer?
A phosphorimeter measures phosphorescence, which has a longer lifetime than fluorescence. It uses out-of-phase rotating choppers to discriminate between the two: one blocks fluorescent emission during excitation, while the other blocks the excitation source during phosphorescent emission measurement, allowing accurate phosphorescence detection.
Q4: What sample preparation methods are used for phosphorescence measurements?
Samples for phosphorescence are typically dissolved in an organic solvent mixture and frozen at liquid nitrogen temperatures to form an optically clear solid matrix that minimizes external conversion, a radiationless relaxation process. Alternatively, samples can be immobilized on a solid substrate, enabling phosphorescence measurement at room temperature.
Q5: What type of light source does a spectrofluorometer use and why?
Spectrofluorometers use high-pressure xenon arc lamps that produce a continuum emission spectrum across a wide range of wavelengths. This continuous spectrum allows the monochromator to select any desired excitation or emission wavelength, enabling detailed spectral analysis and flexibility in fluorescence measurements.
Q6: How do choppers in a phosphorimeter prevent fluorescence interference?
Phosphorimeters employ two out-of-phase rotating choppers that work sequentially: one blocks fluorescent emission when the excitation source illuminates the sample, and the other blocks the excitation source when measuring phosphorescent emission. This temporal separation allows accurate phosphorescence detection without fluorescence interference.
Q7: What is external conversion and how does it affect phosphorescence measurements?
External conversion is a radiationless relaxation process where energy transfers to the solvent or sample matrix instead of being emitted as light, causing loss of the excited state. To prevent this deactivation, phosphorescence samples are frozen at liquid nitrogen temperatures or immobilized on solid substrates, preserving the excited state long enough for phosphorescence emission.