Absolut Quantum Yield Mätning av Pulver prov

Biology
 

Summary

I den här filmen kommer vi att visa att mäta och beräkna absoluta kvantutbyte och kromaticitet koordinaterna direkt i pulverform prov med hjälp av Hitachi F-7000 Quantum Yield mätsystem.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Moreno, L. A. Absolute Quantum Yield Measurement of Powder Samples. J. Vis. Exp. (63), e3066, doi:10.3791/3066 (2012).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Mätning av fluorescens kvantutbytet har blivit ett viktigt verktyg i sökandet efter nya lösningar inom utveckling, utvärdering, kvalitetskontroll och forskning belysning, AV-utrustning, organiskt EL material, filmer, filter och fluorescerande prober för bio-industrin.

Kvantutbyte beräknas som förhållandet mellan antalet absorberade fotoner, till antalet fotoner som sänds ut av ett material. Ju högre kvantutbyte, desto bättre effektivitet av det fluorescerande materialet.

För mätningarna som visas i denna video, kommer vi att använda Hitachi F-7000 fluorescensspektrofotometer utrustad med Quantum Yield mäta tillbehör och Report Generator program. All information som gäller detta system.

Mätning av kvantutbytet i pulverform prover utförs följande steg:

  1. Generering av faktorer som instrument korrigering för excitation och Emissionsfion monokromatorer. Detta är en viktig förutsättning för en korrekt mätning av kvantutbytet. Det har utförts i förväg för hela mätområdet av instrumentet och kommer inte att visas i den här videon på grund av tidsbegränsningar.
  2. Mätning av integrerande faktor sfär korrektion. Syftet med detta steg är att ta hänsyn egenskaper övervägande reflektivitet hos den integrerande sfär som används för mätningarna.
  3. Referens och prov mätning med direkta excitation och indirekt excitation.
  4. Kvantutbytet beräkning med hjälp av direkt och indirekt excitation. Direkt excitation är när provet är vänd direkt exciteringsstrålen, vilket skulle vara det normala mätuppsättning. Eftersom vi använder en integrerande sfär, är en del av de utsända fotonerna följer provet fluorescens reflekteras av den integrerande sfären och kommer åter excitera provet, så vi måste ta hänsyn till indirekta excitation. Detta är Accomplished genom mätning av provet placerades i den port som är vänd mot utsläpp monokromator, beräkning indirekt kvantutbyte och korrigera den direkta kvantutbytet beräkning.
  5. Korrigerad kvantutbyte beräkning.
  6. Kromaticitetskoordinater beräkning med hjälp av programmet Report Generator.

HITACHI F-7000 Quantum mätningar av avkastningen System erbjuder fördelar för denna tillämpning, enligt följande:

  • Hög känslighet (S / N ratio 800 eller bättre RMS). Signal är Raman bandet av vatten uppmätt under följande villkor: Ex våglängd 350 nm, bandpass Ex och Em 5 nm, svar 2 sek), är uppmätta vid maximal av Raman topp. Hög känslighet medger mätning av prover även med lågt kvantutbyte. Med detta system har vi mätt kvantumutbyten så låga som 0,1 för ett prov av salicylsyra och så högt som 0,8 för ett prov av magnesium volframat.
  • Mycket noggrann mätning med ett dynamiskt omfång av 6 beställningar avStorleken gör att mätningar av både skarpa spridande toppar med hög intensitet, samt breda fluorescens toppar med låg intensitet under samma villkor.
  • Hög flödesmätning och minskad ljusexponering till provet, på grund av en hög skanning hastighet på upp till 60.000 nm / minut och automatisk slutare funktion.
  • Mätning av kvantutbytet över ett brett våglängdsområde från 240 till 800 nm.
  • Noggranna kvantutbyte mätningar är resultatet av att samla in instrument spektrala känslighet och integrera faktorer sfär korrektionsfaktorer före mätning provet.
  • Stort urval av beräknade parametrar som tillhandahålls av engagerade och lättanvänd programvara.

Under denna video vi mäta natriumsalicylat i pulverform, som är känd för att ha en kvantutbyte värde av 0,4 till 0,5.

Protocol

1. Systemkonfiguration

  1. F-7000 fluorescensspektrofotometer utrustade med hög känslighet utökad räckvidd fotomultiplikatorn R-928F detektor.
  2. F-7000 Tillbehör: Rhodamine B, ljus diffusor, röd filter och undermåliga ljuskälla användes för att generera spektrala korrektionsfaktorer för instrumentet.
  3. Kvantutbyte mäta tillbehör som ingår: 60 mm sfär, aluminiumoxid vita kakel, SPECTRALON vita standard, Pulver celler (2ea), aluminiumoxid pulver och kvantutbytet programvara.
  4. Rapportgenerator programmet och lämplig mall användas för beräkning av kromaticitetskoordinater.

2. System Setup

  1. Slå på Hitachi F-7000 fluorescensspektrofotometer och låt xenon lampan har värmts upp under en timme. Börja använda standard provet facket (kuvettsläden) installerade i instrumentet.

3. ACQuisition att integrera faktorer Sphere Correction

Vid mätning av integrerande faktor Sphere korrigering väljer programmet automatiskt Mätningen parametrar som anges i tabell 1.

Analysbetingelser
Mätning Våglängdsscanning
Scan mode Synkron
Datamod Fluorescens
EM WL 200 nm
EX Början WL 200 nm
EX Slut WL 900 nm
Skanningshastighet 240 nm / min
Fördröjning 5,0 s
EX Slit 5,0 nm
EM Skär 20 nm
PMT-spänning 250 V
Korrigerad spektra
Respons Auto

Tabell 1.

3,1. Förvärv av Diffuser uppgifter

  1. Placera diffusor i standardprovet facket och stäng provet facket.
  2. Klicka på fönstret Quantum Yield Korrektionsfaktor Mätning och sedan på Diffuser mätning.
  3. Ange filnamnet: "IS_factor_F70_diffuser" för diffusor uppgifter och klicka på OK (Video 1).
  4. Efter mätningen kommer filen sparas i "rätt" mapp FL Solutions. Figur 1 är ett exempel på diffusorn mätdata.

3,2. Förvärv av korrektionsfaktor för inget prov (referens)

<ol>
  • Ta bort standardprov facket från instrumentet, lagra diffusor och sedan installera den integrerande sfär.
  • Fyll pulvret cellen med aluminiumoxidpulver upp till en höjd av minst 25 mm för att säkerställa att pulvret helt täcker hamn den integrerande sfär. Knacka på botten av cellen noggrant för att kompaktera pulver.
  • Placera aluminiumoxid vita kakel i referens-port (P2) av integrerande sfär (den som vetter mot utsläpp monokromator) och pulvret cellen med aluminiumoxid i provet hamnen (P1) av integrerande sfär (den som vetter mot excitation monokromator ).
  • Klicka på Quantum Yield Correction faktor i fönstret, sedan på att integrera Sphere mätning (utan prov) (Video 2).
  • Programvaran kommer att påminna dig att ställa proverna. Ange namnet "är utan prov" och klicka OK.
  • Efter mätningen kommer filen sparas i mappen "korrigering t "av FL-lösningar. Figur 2 är ett exempel på den integrerande sfären utan data provmätning.
  • 3,3. Förvärv av korrektionsfaktorn i närvaro av ett prov:

    1. Ta bort cellen med aluminiumoxid pulver och ersätta den med SPECTRALON vita standard. (Den SPECTRALON standard ska vara vända mot excitation monokromator (P1)).
    2. Klicka på Quantum Yield Correction faktor i fönstret och sedan på sfär mätning (med prov). Programvaran kommer att påminna dig att sätta standarden Reflectance Material för mätning.
    3. Ange namnet: "IS med prov" för integrerande sfär med prov datafilen och klicka på OK (Video 3).
    4. Efter mätningen kommer filen sparas i "rätt" mapp FL Solutions. Är ett exempel på integrerande sfär med data provmätning figur 3.
    "> OBS: Om du behöver använda cutoff filter för att blockera andra ljus för spridning på utsläpp sida som stör fluorescenstopp, måste du mäta en baslinje med spridaren endast och även diffusorn och lämpligt filter dessa. datafiler kommer att användas av programmet vid beräkning kvantutbyte. I praktiken rekommenderar vi att mäta alla cutoff filter som en del av den ursprungliga uppsättningen av systemet.

    4. Exempel på mätning (natriumsalicylat pulver)

    Kvantutbyte mätning innebär förvärv av en emissionsspektrum för både no-prov (referens) och i närvaro av ett prov. Välj analytiska mätparametrarna enligt följande:

    1. Klicka på "Metod" och på fliken Allmänt väljer Våglängdsscanning på mätning läget och ange lämplig information om operatören och tillbehör(Video 4).
    2. Klicka på "Instrument"-fliken och ange vilka mätmetoder parametrarna för instrumentet som visas i tabell 2 (Video 5).
    Analysbetingelser
    Mätning Våglängdsscanning
    Scan mode Emission
    Datamod Fluorescens
    EX WL 350 nm
    EM Start WL 330 nm
    EM Avsluta WL 600 nm
    Skanningshastighet 1200 nm / min
    Fördröjning 0 s
    EX Slit 5,0 nm
    EM Skär 5,0 nm
    PMT-spänning 350 V
    Korrigerad spektra
    Respons Auto
    Korrigerad spektra

    Tabell 2.

    1. Inga ytterligare inställningar krävs vid denna tidpunkt, eftersom Monitor, bearbetning och rapport fliken inställningar kan göras efter det att data har mätts. Vi bara kommer att granska dem och klicka sedan på OK för att ställa de valda mät parametrar i instrumentet (Video 6).
    2. Som ett alternativ kan valda inställningar sparas för framtida bruk. Vi kommer att fortsätta mäter nu Aluminum standarden Oxide hänvisning hjälp direkt excitation.
    3. Placera pulvret cellen med Al2O3 pulver i provet mätning porten (P1) (framför excitationsstrålen).
    4. Klicka på "Sample"-knappenoch skriv provet namn: "P1_Baseline_Al2O3", klicka sedan på rutan bredvid "Auto fil". Välj en mapp och filnamn för data: "P1_Baseline_Al2O3", klicka sedan på "Spara" och "OK" (Video 7).
    5. Klicka på "Åtgärd"-knappen för att mäta Al2O3 provet. (Video 8), efter databehandling öppnas, klicka på "Auto Scale Axis"-knappen justera skalan, att visualisera spridningen toppen med direkt excitation (Figur 4).
    6. Nu ska vi gå vidare mäta urval av natriumsalicylat med direkt excitation. Klicka på "Sample"-ikonen och ange "P1_Sodium Salicylat" för provet och filnamnet och klicka sedan på OK (Video 9).
    7. Placera provet natriumsalicylat i pulvret cellen och i P1-port integrerande sfär (den port som vetter mot excitationsljusstråle) och klicka på "Åtgärd"-knappen. (Video 10) När data-processenIng öppnas, klicka på "Auto Scale Axis" knappen för att justera skalan och visualisera spridningen och fluorescens toppar.
    8. Vid den här tiden kommer vi att upprepa mätningar för aluminiumoxid och natriumsalicylat med proverna placerade i P2 port integrerande sfär, för att läsa dem med hjälp av indirekta excitation.
    9. Klicka först på "Sample"-knappen och skriv provet och filnamn: "P2_Baseline_Al2O3" för dem båda (Video 11).
    10. Flytta aluminiumoxid vita bricka från P2 till P1 av den integrerande sfären och placera en cell fylld med aluminiumoxid pulver i P2.
    11. Klicka på "åtgärd" knappen för att läsa provet (Video 12).
    12. För att komplettera och mätning måste vi mäta provet natriumsalicylat med indirekt bestrålning. Först ska vi skriva provet och filnamn som i tidigare steg. Namnet kommer att P2_Sodium salicylat (Video 13).
    13. Placera provet natriumsalicylat i P2 port integrerande sfär och klicka på Measure-knappen (Video 14).

    5. Kvantutbyte Beräkning

    Först kommer vi att gå vidare laddar integrerande faktor sfär korrektion.

    1. Klicka på Quantum Yield Beräkning för att öppna den kvantmekaniska programmet avkastningen beräkning (Video 15).
    2. Klicka på Quantum Yield Correction Factor knappen Inställning (Video 16).
    3. Klicka på den integrerande sfären Correction fliken och klicka i rutan framför "integrerande sfär korrigering", klicka sedan på Filtrera Correction fliken och kontrollera att "Filter korrigering" rutan omarkerat, klicka igen på integrerande sfär Correction fliken (Video 17 ).
    4. Klicka på knappen Ladda om den diffusa Measurement Data avsnittet och välj filen "IS_factor_F70 Inget prov" (
    5. Välj "IS_factor_F70_diffuser" filen och klicka sedan på knappen Ladda (Video 19).
    6. Klicka på knappen Ladda för att integrera data sfär mätningar (utan prov) avsnitt (Video 20).
    7. Välj "IS_factor_F70 inget prov" filen och klicka sedan på knappen Ladda (Video 21).
    8. Klicka på knappen Ladda för att integrera data sfär mätningar (med prov) avsnitt (Video 22).
    9. Välj "IS_factor_F70 med prov"-filen och sedan på knappen Ladda (Video 23).
    10. Normaliserad våglängd kan lämnas vid 600 nm eller justeras till våglängden värde där det integrerande klotet korrigering är lika med 1. För att göra detta, se rutan framför "Visa kvantutbytet beräkning fönster" är markerat och klicka på OK-knappen i "Quantum Yield Factor Setting" WindoW, som kommer att stänga detta fönster (Video 24).
    11. Klicka nu på "integrerande sfär Correction" fliken "Quantum Yield beräkning" fönster och justera markören tills integrerande sfär korrigering läsning är "1", vilket gör del av våglängden (Video 25).
    12. Klicka på "Quantum Yield Correction Factor Setting" och om det behövs förändringar Normalized våglängd för att det gradtal som erhålls i föregående steg och klicka på OK-knappen (Video 26).

    Nästa steg är att ladda Baseline och data exempelfiler

    1. Klicka på "Quantum Yield Beräkning"-fliken (Video 27).
    2. Ladda "Data utan prov" (fil P1_Baseline_ Al2O3) för direkt bestrålning genom att klicka på knappen Läs in och last "data med prov" (fil P1_Sodium salicylat) för direkt bestrålning (Video 28).
    3. (Video 29).
    4. Nu kommer vi att beräkna kvantutbytet för direkt bestrålning av provet. Klicka på "Beräkning" och läsa resultaten (Video 30). Vi kommer att behöva denna information för den slutliga beräkningen av kvantutbytet för provet med hänsyn till indirekta excitation.
    5. Klicka på textfil och spara uppgifterna under filnamnet "QY direkt bestrålning" (Video 31).
    6. Med hjälp av data-filer P2_Baseline_Al2O3 och P2_Sodium salicylat, kommer vi att räkna kvantutbytet för indirekt excitation (Video 32) Nu kommer vi att spara dessa data för den slutliga Quantum Yield beräkning.
    7. Klicka på Text filen och spara data textfilen under namnet "QY Indirekt Bestrålning" (Video 33) Nu kommer vi att öppna de två textfiler i Excel med kvantutbytet data för riktningt och indirekt stimulering. Slutligen kommer vi att beräkna Quantum Yield för provet inklusive effekten av indirekt Excitation, med hjälp av följande formel:

    Φ = Φd-(1-Ad) ΦI

    Där:

    Φ är korrigerade kvantutbytet med hänsyn till indirekta excitation

    Φd är den inre Kvantutbyte användning direkt excitation. (Internt kvantutbyte = mängden fluorescens / mängden absorberad excitationsljus.)

    Ad är absorptans för direkt excitation. (Detta är förhållandet mellan mängden av exciteringsstrålen som absorberats av provet). (Absorbans = (AREX - CsEx) / AREX, där AREX är mängden av excitationsljuset och CsEx är mängden av reflekterat ljus)

    ΦI är den inre Kvantutbyte användning Indirekt Excitering

    Φ = 0,536 - (1-0,848) 0,420 Beräknat
    Φ = 0,47216

    6. Beräkningen av Kromaticitet

    1. Vi kommer att använda den extra generatorn programmet Report tillsammans med en mall utarbetats för beräkning av kromaticitet.
    2. Öppna data salicylat filen P1_Sodium (Video 34).
    3. Klicka på "Property"-knappen, sedan på "Rapportera fliken". I "Output" Välj "Använd print generator ark" från rullgardinsmenyn. I "Print objekt" Välj mall "FL70Std01_Color-chart.xls" och klicka sedan på "Öppna"-knappen. Det finns ingen anledning att välja våglängdsområde och intervall, eftersom detta görs automatiskt av Report Generator (Video 35).
    4. Nästa steg är att skapa rapporten. Klicka på "Rapport"-fliken och makrot för att skapa rapporten kommer att genomföras och sparas i "Rapporter"-mappen i Excel-format under provet namnet (Video 36). < / Li>
    5. Vid denna tid kan vi öppna rapporten för att se färgdata (Video 37).

    7. Hemligheter till framgång

    1. Använd färska prov.
    2. Var medveten om att material från olika tillverkare kan ge olika resultat.
    3. Tryck på den nedre av pulvret cellen att komprimera provet och presentera en jämn yta för mätning.
    4. Skydda proverna från ljus. De försämras med ljus exponering.
    5. Försök att använda en snabbare scanning hastighet för att minimera prov exponering för ljus.

    8. Representativa resultat

    8,1. Natriumsalicylat är känt att ha ett kvantutbyte av 0,4 till 0,5

    Figur 1
    Figur 1. Klicka här för att visa en större bild .

    iles/ftp_upload/3066/3066fig2.jpg "alt =" Bild 1 "/>
    Figur 2. Klicka här för att visa en större bild .

    Figur 1
    Figur 3. Klicka här för att visa en större bild .

    Disclosures

    Luis A. Moreno är anställd av Hitachi högteknologi Amerika som producerar instrument som används i denna artikel.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Sodium salicylate powder Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 191-03142 Mol. weight 160.10

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Quantum Yield Measurement of Sodium Salicylate. FL080002, Hitachi High Technologies Corporation. 1 (2008).
    2. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy. Science and Business Media, LLC. 60, Springer. New York, N.Y. (2006).
    3. 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).

    Comments

    0 Comments


      Post a Question / Comment / Request

      You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

      Usage Statistics