Summary
Neste vídeo vamos demonstrar medir e calcular o rendimento quântico absoluto e cromaticidade coordenadas diretamente em amostras de pó que utilizam o Hitachi F-7000 Quantum Sistema de Medição de Rendimento.
Abstract
Medição do rendimento quântico de fluorescência se tornou uma ferramenta importante na busca de novas soluções no controle de desenvolvimento, qualidade, avaliação e pesquisa da iluminação, AV equipamentos, material orgânico EL, filmes, filtros e sondas fluorescentes para a indústria de bio-.
Rendimento quântico é calculado como a razão entre o número de fotões absorvidos, para o número de fotões emitidos por um material. O rendimento mais elevado do quantum, melhor a eficiência do material fluorescente.
Para que as medidas apresentadas neste vídeo, iremos usar o Hitachi F-7000 espectrofotômetro de fluorescência equipado com o rendimento quântico de medição acessório e Relatório programa gerador. Toda a informação fornecida aplica-se a este sistema.
Medição do rendimento quântico em amostras de pó é realizada seguindo estes passos:
- Geração de fatores de correção de instrumentos para a excitação e emissmonocromadores de íons. Este é um requisito importante para a medição correta do rendimento quântico. Tem sido realizado em avanço para o intervalo de medição total do instrumento e não será mostrado neste vídeo devido a limitações de tempo.
- Medição de integrar fatores de correção esfera. O propósito deste passo é de levar em consideração características de reflectividade da esfera de integração utilizado para as medições.
- Referência e medição da amostra usando excitação direta e indireta de excitação.
- Quantum cálculo de rendimento utilizando excitação direta e indireta. Excitação directa é quando a amostra é de frente para directamente feixe de excitação, o que seria a configuração normal de medição. No entanto, porque usamos uma esfera de integração, uma parte dos fótons emitidos resultantes da fluorescência da amostra são refletidos pela esfera de integração e re-excitar a amostra, por isso precisamos levar em consideração a excitação indireta. Esta é a acomodaçãomplished através da medição da amostra colocada no porto de frente para o monocromador de emissão, calculando rendimento quântico indirecta e corrigindo o cálculo directo rendimento quântico.
- Corrigido cálculo de rendimento quântico.
- Cromaticidade coordena o cálculo usando o programa Gerador de Relatórios.
Os Hitachi F-7000 rendimento quântico de medição oferecem vantagens do sistema para esta aplicação, como segue:
- Alta sensibilidade (S / N 800 ou RMS melhores). Sinal é a banda de Raman de água medido nas condições seguintes: comprimento de onda Ex 350 nm, Ex passa-banda e EM 5 nm, resposta 2 seg), o ruído é medido no máximo do pico Raman. Alta sensibilidade permite a medição de amostras, mesmo com baixo rendimento quântico. Usando este sistema, medimos rendimentos quânticos tão baixas como 0,1 para uma amostra de ácido salicílico e tão elevada como 0,8 para uma amostra de tungstato de magnésio.
- Medição de alta precisão com uma gama dinâmica de 6 ordens demagnitude permite medições de ambos os picos de espalhamento afiadas de intensidade elevada, bem como grandes picos de fluorescência de baixa intensidade, nas mesmas condições.
- Rendimento de medição de alta e exposição à luz reduzida para a amostra, devido a uma alta velocidade de digitalização de até 60.000 nm / minuto e função de obturador automático.
- Medição do rendimento quântico em uma faixa de comprimento de onda larga de 240 para 800 nm.
- Medições precisas de rendimento quântico são o resultado de recolha de resposta do instrumento espectral e integrando factores de correcção esfera antes da medição da amostra.
- Grande selecção de parâmetros calculados fornecidos pelo software dedicado e fácil de usar.
Durante este vídeo mediremos salicilato de sódio na forma de pó, que é conhecido por ter um valor de rendimento quântico de 0,4 a 0,5.
Protocol
1. Configuração do Sistema
- F-7000 Espectrofotômetro de fluorescência equipado com alta fotomultiplicador faixa de sensibilidade ampliada R-928F detector.
- F-7000 Acessórios: rodamina B, a luz do difusor, vermelho de filtro e sub-padrão fonte de luz foram utilizados para gerar os factores de correcção espectrais para o instrumento.
- Quantum acessório Rendimento de medição, que inclui: 60 mm Integração esfera, telhas de óxido de alumínio branco, Spectralon branco padrão, células em pó (2ea), pó de alumínio Óxido de software e Quantum Rendimento.
- Programa de relatório gerador eo modelo apropriado será utilizada para o cálculo das coordenadas de cromaticidade.
2. Configuração do Sistema
- Ligue o F-7000 Hitachi espectrofotómetro de fluorescência e permitir que a lâmpada de xénon de aquecer durante uma hora. Começar a usar o compartimento da amostra padrão (titular cuvete) instalado no instrumento.
3. Acquisition de Integração de Fatores de Correção Sphere
Ao medir os fatores de correção Integração esfera, o software seleciona automaticamente os parâmetros de teste de medição listadas na Tabela 1.
| Condições analíticas | |
| Medição | Comprimento de onda de digitalização |
| O modo de digitalização | Síncrono |
| Modo de dados | Fluorescência |
| EM WL | 200 nm |
| EX Iniciar WL | 200 nm |
| WL End EX | 900 nm |
| Velocidade de digitalização | 240 nm / min |
| Atrasar | 5,0 s |
| Fenda EX | 5,0 nm |
| EM Slit | 20 nm |
| Tensão PMT | 250 V |
| Espectros corrigidos | ON |
| Resposta | Automático |
Tabela 1.
3,1. Aquisição de dados do difusor
- Coloque difusor no compartimento da amostra padrão e fechar o compartimento da amostra.
- Clique sobre o Rendimento janela Quantum de Medição Fator de Correção e, em seguida, na medição do difusor.
- Digite o nome do arquivo: "IS_factor_F70_diffuser" para os dados do difusor e clique em OK (vídeo 1).
- Após a medição, o arquivo será salvo na pasta "correta" de Soluções FL. Figura 1 é um exemplo dos dados de medição do difusor.
3,2. Aquisição de fator de correção para nenhuma amostra (de referência)
<ol>3,3. Aquisição de factor de correcção na presença de uma amostra:
- Remover a célula com pó de óxido de alumínio e substituí-la com o padrão branco Spectralon. (O padrão deve ser Spectralon de frente para o monocromador de excitação (P1)).
- Clique sobre o Rendimento janela Correção Medição Quantum Factor e, em seguida, sobre a Integração Medição Sphere (com amostra). O software irá lembrá-lo para definir o material de Reflectância padrão para a medição.
- Digite o nome: "É com a amostra" para a esfera de integração com arquivo de dados de exemplo e clique OK (Vídeo 3).
- Após a medição, o arquivo será salvo na pasta "correta" de Soluções FL. Figura 3 é um exemplo da esfera de integração com dados de medição da amostra.
4. Medição da amostra (Pó O salicilato de sódio)
Quantum a medição do rendimento envolve a aquisição de um espectro de emissão para ambos nenhuma amostra-(de referência) e na presença de uma amostra. Selecione os parâmetros analíticos de medida, como segue:
- Clique sobre o "Método" botão e, em geral varredura de comprimento de onda guia de seleção como o modo de medição e digite as informações apropriadas sobre o operador e acessórios(Vídeo 4).
- Clique no botão "Instrumento" tab e digite os parâmetros de medição para o instrumento como mostrado na Tabela 2 (vídeo 5).
| Condições analíticas | |
| Medição | Comprimento de onda de digitalização |
| O modo de digitalização | Emissão |
| Modo de dados | Fluorescência |
| EX WL | 350 nm |
| EM Iniciar WL | 330 nm |
| EM Fim WL | 600 nm |
| Velocidade de digitalização | 1200 nm / min |
| Atrasar | 0 s |
| Fenda EX | 5,0 nm |
| EM Slit | 5,0 nm |
| Tensão PMT | 350 V |
| Espectros corrigidos | ON |
| Resposta | Automático |
| Espectros corrigidos | ON |
Tabela 2.
- Não há configurações adicionais são necessárias neste momento já que as configurações da guia do Monitor de Processamento e Relatório pode ser feita após os dados terem sido medidos. Estamos indo só para revê-las e, em seguida, clique no botão OK, a fim de definir os parâmetros de medição selecionados no instrumento (Vídeo 6).
- Como opção, as configurações selecionadas poderiam ser salvos para uso futuro. Vamos proceder agora medir o padrão de referência de alumínio Óxido usando excitação direta.
- Coloque a célula em pó com Al2O3 pó no porto de medição da amostra (P1) (em frente do feixe de excitação).
- Clique no botão "Amostra" botãoe digite o nome da amostra: "P1_Baseline_Al2O3", em seguida, clique na caixa ao lado de "arquivo Auto". Selecione a pasta eo nome do arquivo para os dados: "P1_Baseline_Al2O3", em seguida, clique em "Salvar" e "OK" (vídeo 7).
- Clique em "Measure" botão para medir a amostra Al2O3. (Video 8), depois que a janela de processamento de dados se abre, clique no "Auto escala do eixo" botão de ajuste da escala, para visualizar o pico de espalhamento com excitação direta (Figura 4).
- Agora vamos proceder a medição da amostra de salicilato de sódio usando excitação direta. Clique no botão "Amostra" ícone e digite "Salicilato P1_Sodium" para o nome da amostra e arquivo, clique no botão OK (Video 9).
- Coloque a amostra salicilato de sódio na célula em pó e na porta P1 da esfera de integração (a porta de frente para o feixe de luz de excitação) e clique em "Measure" botão. (Video 10) Quando o processo de dadosing janela se abre, clique no "Auto escala do eixo" para ajustar a escala e visualizar a dispersão e picos de fluorescência.
- Neste momento, vamos repetir as medições para o óxido de alumínio e salicilato de sódio com as amostras colocadas no porto P2 da esfera de integração, a fim de ler os usando excitação indirecta.
- Primeiro clique no "Amostra" botão e digite o nome da amostra e arquivo: "P2_Baseline_Al2O3" para ambos (Video 11).
- Mova o azulejo óxido de alumínio branco a partir de P2 para P1 da esfera de integração e coloque um celular cheio de pó de óxido de alumínio no P2.
- Clique em "Measure" botão para ler a amostra (Video 12).
- Para completar a medição da amostra é preciso medir a amostra de salicilato de sódio utilizando irradiação indireta. Primeiro, digite o exemplo e nomes de arquivo como nas etapas anteriores. O nome será P2_Sodium salicilato (Vídeo 13).
- Coloque a amostra de salicilato de sódio no porto P2 da esfera de integração e clique no botão Measure (Video 14).
5. Quantum Cálculo Rendimento
Primeiro vamos continuar carregando os fatores de correção que integram esfera.
- Clique no botão Cálculo rendimento quântico para abrir o programa de cálculo de rendimento quântico (Video 15).
- Clique no botão Correção Rendimento Ambiente Quantum Factor (vídeo 16).
- Clique na guia Integração Sphere Correção e clique na caixa na frente de "correção esfera Integração", em seguida, clique na guia filtros de correção e certifique-se o "filtro de correção de" caixa não estiver selecionada, clique novamente na guia Integração Sphere Correção (Video 17 ).
- Clique no botão Load do Diffuse seção Dados de Medição, em seguida, selecione o arquivo "IS_factor_F70 amostra não" (
- Selecione a opção "IS_factor_F70_diffuser" arquivo e clique no botão de carga (Video 19).
- Clique no botão Load dos dados da medição Integração esfera (sem amostra) seção (Video 20).
- Selecione a opção "IS_factor_F70 nenhuma amostra" do arquivo e clique no botão de carga (Video 21).
- Clique no botão Load dos dados da medição Integração esfera (com amostra) seção (Video 22).
- Selecione a opção "IS_factor_F70 com a amostra de arquivo" e em seguida, no botão de carga (Video 23).
- Comprimento de onda normalizado pode ser deixada a 600 nm ou ajustada para o valor de comprimento de onda em que a correcção esfera de integração é igual a 1. Para fazer isso, verifique se a caixa na frente de "Display janela cálculo rendimento quântico" está selecionado e clique no botão OK do "ajuste do fator de rendimento quântico" window, que vai fechar esta janela (Video 24).
- Agora clique em "Integrar Sphere Correção de" guia do "rendimento quântico de Cálculo" janela e ajustar o cursor até que a leitura correção Integração esfera é "1", fazendo notar o comprimento de onda (Video 25).
- Clique no "rendimento quântico ajuste do fator de correção" e, se necessária mudança no comprimento de onda normalizada para a leitura obtida na etapa anterior e clique no botão OK (Video 26).
O próximo passo é carregar a linha de base e arquivos de dados de exemplo
- Clique no "rendimento quântico de Cálculo" guia (Video 27).
- Carregar "dados sem amostra" (arquivo P1_Baseline_ Al2O3) para irradiação direta, clicando no botão de carga e de carga "de dados com a amostra" (salicilato de arquivo P1_Sodium) para irradiação direta (Video 28).
- Agora vamos calcular o rendimento quântico de irradiação direta da amostra. Clique no botão "Cálculo" botão e ler os resultados (Vídeo 30). Vamos precisar destes dados para o cálculo final do rendimento quântico para a amostra, tendo em consideração a excitação indireta.
- Clique no arquivo de texto e salvar os dados sob o nome de arquivo "Irradiação QY Direct" (Vídeo 31).
- Usando arquivos de dados P2_Baseline_Al2O3 e salicilato P2_Sodium, vamos calcular o rendimento quântico para excitação indireta (Video 32) Agora vamos salvar esses dados para o cálculo final rendimento quântico.
- Clique no arquivo texto e salve o arquivo de texto de dados com o nome de "irradiação QY indireta" (Vídeo 33) Agora vamos abrir os dois arquivos de texto em Excel com os dados de rendimento quântico para a direçãot e excitação indireta. Finalmente, vai calcular o rendimento quântico para a amostra, incluindo o efeito de Excitação indirecta, utilizando a seguinte fórmula:
Φ = Φd-(1-Ad) ΦI
Onde:
Φ é o rendimento quântico corrigida levando em consideração a excitação indireta
Φd é o rendimento quântico Interna usando excitação direta. (Internal rendimento quântico = Quantidade de Fluorescência / Quantidade de luz de excitação absorvida.)
Anúncio é a absortância para excitação direta. (Esta é a razão entre a quantidade de feixe de excitação absorvida pela amostra). (Absorvância = (Arex - CsEx) / Arex, onde Arex é a quantidade de luz de excitação e CsEx é a quantidade de luz reflectida)
ΦI é o rendimento quântico Interna usando IndiExcitação rect
Φ = 0,536 - (1 - 0,848) 0,420 Calculado
Φ = 0,47216
6. Cálculo da cromaticidade
- Nós usaremos o gerador de relatório opcional software, juntamente com um modelo de preparado para o cálculo da cromaticidade.
- Abra o arquivo de dados salicilato P1_Sodium (Video 34).
- Clique no botão "Propriedades", então o "guia" Relatório. Em "Output" "folha de usar gerador de impressão", selecione no menu suspenso. Em "itens de impressão" template select "FL70Std01_Color-chart.xls" e clique no botão "Abrir". Não há necessidade de selecionar a faixa de comprimento de onda e intervalo, uma vez que este é feito automaticamente pelo Report Generator (Video 35).
- O passo seguinte é o de criar o relatório. Clique no botão "Report" guia ea macro para criar o relatório será executado e salvo em "Relatórios" pasta em formato Excel com o nome de amostra (Video 36). < / Li>
- Neste momento, podemos abrir o relatório para ver os dados de cor (Vídeo 37).
7. Segredos para o Sucesso
- Use amostras frescas.
- Esteja ciente de que o material de diferentes fabricantes podem dar resultados diferentes.
- Toque na parte inferior da célula em pó para compactar a amostra e apresentar uma superfície uniforme para a medição.
- Proteger as amostras da luz. Eles se deterioram com a exposição à luz.
- Tente usar uma velocidade mais rápida varredura para minimizar a exposição da amostra à luz.
8. Os resultados representativos
8,1. O salicilato de sódio é conhecido por ter um rendimento quântico de 0,4 a 0,5
Figura 1. Clique aqui para ver maior figura .
iles/ftp_upload/3066/3066fig2.jpg "alt =" Figura 1 "/>
Figura 2. Clique aqui para ver maior figura .
Figura 3. Clique aqui para ver maior figura .
Disclosures
Luis A. Moreno é empregado por Hitachi High Technologies America, que produz o instrumento utilizado neste artigo.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sodium salicylate powder | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 191-03142 | Mol. weight 160.10 |
References
- Quantum Yield Measurement of Sodium Salicylate. FL080002, Hitachi High Technologies Corporation. 1 (2008).
- Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy. Science and Business Media, LLC. 60, Springer. New York, N.Y. (2006).
- Horigome, J., Wakui, T., Shirasaki, T. A Simple Correction Method for Determination of Absolute Fluorescence Quantum Yields of Solid Samples with a conventional Fluorescence Spectrophotometer. Bunseki Kagako. 58 (6), 553-559 (2009).
