Metal-Organik Çerçevelerde Spektroskopik Ölçümler Yapmak İçin Teknik Bir Kılavuz

Çoğu zaman, ışığın metal organik çerçevelerle veya MOF'larla nasıl etkileşime girdiğini ölçmek, yüksek oranda saçılma doğaları için zordur. Bu protokol, son derece anlayışlı spektroskopik teknikler için ölçülebilir numuneler hazırlamak için basit ve etkili bir kılavuzdur. Prosedür, polimerlerle stabilize edilmiş kolloidal yarı iletkenlerin kullanıldığı önceki sistemlere gevşek bir şekilde dayanmaktadır.

Böylece, malzemelerin askıya alınmasını gerektiren çeşitli sistemlere uygulanabilir. Prosedürle ilgili en büyük sorun, MOF tipine ayarlanması gerektiğidir. En iyi yaklaşım, bu yordamın değişkenlerini MOF için sistematik olarak taramaktır.

Uygun bir çözücü içinde bis amino sonlandırılmış polietilen glikol veya amine PEG içeren freebase PCN 222 süspansiyonunu hazırlayarak başlayın. Bir uç sonicator kullanarak, süspansiyonu iki saniye açık ve iki saniye kapalı aralıklarla 20 ila% 30 genlikte iki ila beş dakika boyunca sonikleştirin. Sonikasyondan sonra süspansiyonun uygun dağılımını ve homojenliğini sağlayın.

Süspansiyonu taze 10 mililitrelik plastik bir şırıngaya çekin. Şırınga iğnesini çıkarın ve 200 nanometre politetrafloroetilen veya PTFE, ağ şırınga filtresi ile değiştirin. Metal organik çerçeveyi veya MOF, süspansiyonu şırınga filtresinden yeni bir temiz şişeye geçirin.

Işın lekesi boyutunu azaltmak için, iki milimetrelik küvete çarparak, önce içbükey bir lens veya CCL olan, ardından dışbükey bir lens veya CVL ile lazere çarpan bir Galile teleskopu kurdu. İki lens arasındaki mesafenin, lenslerin iki odak mesafesi arasındaki yaklaşık fark olduğundan emin olun. Hem lazer hem de prob panjurlarını açın ve ilk numune montaj kapısı olan SM bir, ikinci numune montaj kapısı SM iki ile değiştirin.

SM iki sıkıştırma montajına, yönü tamamen prob kirişine bakacak şekilde bir not kartı yerleştirin. Ardından, MM bir, iki, üç adlı üç mini aynadan oluşan bir dizi kurun. P üç kinematik montaj üzerindeki dönüş düğmelerini MM bir'in merkezine yaklaşık olarak ayarlayarak gelen lazer ışınını yönlendirin.

Lazer ışınının aynadan aynaya genişlemesini en aza indirmek için, iki ayna arasındaki yansıma açısını azaltmak için MM iki'yi MM bir'in önüne yerleştirin. Işın MM bir'in yaklaşık merkezine çarptığında, MM'yi bir döndürün, böylece yansıyan lazer ışını merkezdeki MM iki'ye çarpar. Benzer şekilde, ışın MM iki'nin merkezine çarptığında, yansıyan lazer ışını merkezdeki MM üçe çarpacak şekilde döndürün.

Işın MM üçün yaklaşık merkezine çarptığında, yansıyan lazer ışınının hizalama not kartına prob ışınıyla aynı noktaya çarpmasını sağlamak için MM üçünü döndürün. Aynalardaki dikey ve yatay düğmeleri kullanarak, her aynadaki ve not kartındaki lazer ışını konumlarına ince ayar yaparak ışının yolu boyunca çok az kırpılmasını veya hiç kırpılmamasını sağlayın. Kiriş hizalamasını daha önce gösterildiği gibi, 14 x 20 iç eklemli iki milimetrelik bir küvet veya SC iki ve 14 x 20 kauçuk septum kullanarak tekrarlayın.

Numuneyi, prob ışın yoluna tamamen bakacak şekilde bir sıkma numunesi montajına veya SM iki'ye yerleştirin. Ardından, aynalardaki dikey ve yatay düğmelerle her aynadaki ve SM ikideki lazer ışını konumlarına ince ayar yapın. Düşük profilli bir karıştırıcı ile numuneyi orta derecede karıştırın ve geçici absorpsiyon veya TA ölçümleri yapın.

Pompa ve prob ışınlarını ultra hızlı geçici emilim veya ultra hızlı TA ölçümleri için hizalamak üzere öncelikle kromofor çözeltisini temizlemeden hazırlayın. Ultra hızlı lazer pompa kaynağını ve spektrometreyi açın. Optik parametrik amplifikatör yazılımını açın ve istenen uyarma dalga boyuna ayarlayın.

Ultra hızlı TA spektrometre yazılımını açın ve bir prob penceresi seçin. Standart küveti numune tutucuya prob kirişi ile aynı hizada yerleştirin. Gerekirse pompa ışınını görmek için pompa kaynak gücünü nötr yoğunluk veya ND filtre tekerleği ile ayarlayın.

Pompaya ve prob kirişine bakan küvet tarafına beyaz bir not kartı yerleştirin. Not kartındaki pompa noktasını kinematik montaj üzerindeki döner düğmelerle ayarlayın, dikey olarak prob kirişi ile aynı yükseklikte ve yatay olarak, prob kirişinin yanında bir veya iki milimetre içinde olacak şekilde. Not kartı olmadan, en yüksek TA spektral sinyalini elde etmek için pompa ışınının konumlarına ince ayar yapın.

Pompa ve prob ışınları hizalanmışken, numune hücresi tutucusunu, lazer ışınının odak noktasında 2000 bin ila 25 mikron deliklere sahip monte edilmiş bir iğne deliği tekerleği ile değiştirin. İğne deliği tekerleğinin tam olarak olmasa da, lazer ışınının yoluna dik olduğundan emin olun. İğne deliği tekerleğini, lazer ışını 2000 mikron iğne deliğinden geçecek şekilde ayarlayın.

Ardından, tüm lazer ışınının dedektöre çarpması için iğne deliği tekerleğinin diğer tarafındaki bir güç ölçere yakından bağlı bir dedektör kurun. Işın spot boyutunu belirlemek için tekerleği daha küçük boyutlara döndürün, gücü her boyutta ölçün. Doğrusal bir güç tepkisi kontrolü yapmak için, pompa ve prob kirişleri hizalandıktan ve MOF numunesi numune tutucuda karıştırıldıktan sonra, pompa ışın yolundaki bir dedektöre bağlı bir güç ölçerle ortalama pompa gücünü ölçün ve kaydedin.

Dedektörü ışın yolundan çıkarın. Canlı görüntü TA modunda, MOF örneğinin delta OD sinyalini, yaklaşık iki ila üç pikosaniyelik cıvıl cıvıl tepkiden hemen sonra TA spektrumunun farklı noktalarında kaydedin. Veri analiz yazılımında kaydedilen veri noktalarını delta OD ve olay gücü olarak grafiklendirin.

Doğrusal bir güç tepkisi varsa, ortaya çıkan grafik, Y-kesişimi sıfırda olacak şekilde düz bir çizgi oluşturur. Beklendiği gibi doğrusal olmayan bir güç tepkisi varsa, doğrusal bir eğriden önemli sapmalar tipik olarak gözlenir. Freebase PCN 222'nin elektronik absorpsiyon spektrumu aminasyonlu PEG ile karşılaştırıldığında, aminasyonlu PEG ve filtreleme olmadan PCN 222'nin spektrumu daha geniş bir elektronik geçiş ve önemli bir taban çizgisi saçılımı göstermiştir.

Aminasyonlu mandal kullanılmadan, freebase PCN 222'nin uyarma ve emisyon spektrumları ve DMF'deki bağlayıcı H2TCPP oldukça iyi hizalanmıştır. Emisyon ömürlerindeki farklılıklar, proteinli ve proteinli H2TCPP bağlayıcılarının enerji transferi söndürülmesine bağlanmıştır. 415 nanometredeki sıralama bandı uyarımından hemen sonra aminasyonlu PEG içermeyen freebase PCN 222'nin TA spektrumları, TA spektrumunun azalan dalga boyu ile giderek daha negatif hale gelmesine neden olan önemli bir saçılma gösterdi.

Bu, çözümdeki H2TCPP spektrumunu keskin bir şekilde karşılaştırdı. Aminasyonlu PEG içermeyen H2TCPP ve freebase PCN 222'nin kinetiği de çok farklıydı. Bununla birlikte, aminasyonlu PEG ile freebase PCN 222'nin spektrumu ve ömrü H2TCPP TA spektrumu ile çok daha iyi hizalanmıştır.

Aminasyonlu PEG ile freebase PCN 222'nin ultra hızlı TA spektrumu, çözeltideki bağlayıcınınkine benziyordu, yaklaşık 420 nanometrede bir zemin durumu ağartıcısı ve ağartıcının her iki tarafında uyarılmış durum absorpsiyonları gösterdi. Tüm bu gözlemler, gözlemlenen sinyalin MOF'tan geldiğini ve saçılmadan kaynaklanmadığını gösterdi. MOF'un kendisinin spektrumlarını ve kinetiğini, spektrumlarını ve kinetiğini araştırırken ne bekleyeceğini anlamak için çözülmüş MOF bağlayıcısının spektrumlarını ve kinetiğini ölçmek çok önemlidir.

Bu teknik, araştırmacıların ölçümler için bir numuneyi yeterince hazırlamanın yollarını bulmak yerine, bir numunenin ışığa maruz kaldığında davranışını anlamaya gerçekten odaklanmalarını sağlar.