CCF20110129026

Zjawisko fluorescencji znalazło praktyczne zastosowanie w analizie chemicznej Można je scharakteryzować za pomocą kilku podstawowych cech, lakleli jak:

•    widmo absorpcji,

•    widmo fluorescencji,

•    bezwzględna wydajność kwantowa fluorescencji,

•    czas trwania emisji.

Dla wszystkich cząsteczek organicznych wykazujących fotoluminescencję występupi następujące prawidłowości:

a)    Pasmo fluorescencji i jego maksimum są przesunięte w stronę długofalową wzglę dem pasma absorpcji.

b)    Pasma absorpcji i fluorescencji częściowo się nakładają. Prawidłowości te mi widoczne na wykresach na rys. 6.31.

c)    Występuje proporcjonalność między natężeniem fluorescencji a natężeniem światłu wzbudzającego.

Bezwzględną wydajnością kwantową fluorescencji nazywamy stosunek liczln kwantów n_E promieniowania wyemitowanego przez roztwór do liczby zaabsorbowany) li kwantów promieniowania wzbudzającego n_A, kosztem których powstaje emisja, czyli

</>„ = —    (6.501

«A

Rys. 6.31. Widmo absorpcji (A), fluorescencji (F) Rys. 6.32. Krzywa zależności intensywności fluotl i fosforescencji (P) tryptofanu    scencji od stężenia — wygaszanie stężeniowe

Energetyczną wydajność fluorescencji definiuje się jako:

Wf

0« = -₅r    (6.5 n

W_A

gdzie W_E to energia wyemitowana, a W_A — energia zaabsorbowana.

Fluorescencja zanika w czasie — zanik ten jest wykładniczy według kinetyki pierw szego rzędu:

(6.521

1, = 7₀e

-kt

'"Ido /, oznacza intensywność lluorcscencjł po c/iinIc i, /„ intensywność lluore-¹ "* |i w chwili t = 0, k — stalą szybkości dezaktywacji cząsteczki, która może być ''niż,ona za pomocą stałych szybkości dezaktywacji promienistej k_v i niepromienislej, ' li termicznej A._T,

k = k_p + kj    (6.53)

¹ litiomiast czas życia fluorescencji r jest to czas potrzebny do zaniku intensywności Hiioii'secneji I do wartości (l/e)/₀. Procesom fotoluminescencji towarzyszy zjawisko \ poszania luminescencji. Przez pojęcie wygaszania rozumiemy wszelkie procesy, które |o• »\\ uilzą do zmniejszenia wydajności kwantowej luminescencji. Szczególnym przypad-¹1' m jest tzw. wygaszanie stężeniowe. Obrazuje je wykres przedstawiony na rys. 6.32. ' ■ " i/tworach rozcieńczonych intensywność fluorescencji jest proporcjonalna do stężenia luminoforu. Gdy stężenie substancji fluoryzującej przekroczy pewną granicę, fluorescen-| i zaczyna maleć. Jedną z teorii wyjaśniających zjawisko wygaszania stężeniowego jest

.....In asocjacji cząsteczkowej. Zakłada ona, że cząsteczki zasocjowane w dużym stopniu,

mimo żc pochłaniają energię, nie są zdolne do jej emisji.

<• 1.2. Aparatura

1’rzyrządy stosowane w pomiarach fluorescencyjnych noszą nazwę fluorymetrów i ipcklrofluorymetrów. Fluorymetry są przyrządami prostymi z monochromatyzacją za pomocą filtrów. Spektrofluorymetry są przyrządami wyższej klasy wykorzystującymi uionochromatory. Schemat ogólny budowy spektrofluorymetrów przedstawiono na 11    6.33. Podstawowe elementy układu pomiarowego to:

I) Źródło promieniowania wzbudzającego. Stosowane są:

ii i I .ukowe lampy ksenonowe. Dają one widmo ciągłe w zakresie 270-700 nm i są " i|l'."dziej rozpowszechnionym źródłem promieniowania wzbudzającego w spektroflu-ni y metrach.

Rys. 6.33. Schemat blokowy spektrafluorymetru