15.5: Оцінка молекулярної люмінесценції

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 15.4: Хемілюмінесценція
- 16: Вступ до інфрачервоної спектрометрії

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Масштаб операції

Фотолюмінесцентна спектроскопія використовується для рутинного аналізу слідів та ультратрасових аналітів у макро- та мезозразках. Межі виявлення для флуоресцентної спектроскопії впливають квантовий вихід аналіта. Для аналіта з можлива $\Phi_f > 0.5$ межа виявлення пікомолярного при використанні високоякісного спектрофлюорометра. Наприклад, межа виявлення хініну сульфату, для якого $\Phi$ становить 0,55, як правило, становить від 1 частини на мільярд і 1 частина на трильйон. Межі виявлення фосфоресценції дещо вищі, з типовими значеннями в наномолярному діапазоні для низькотемпературної фосфориметрії та в мікромолярному діапазоні для фосфориметрії кімнатної температури з використанням твердої підкладки.

Точність

Точність методу флуоресценції зазвичай становить від 1 до 5%, коли спектральні та хімічні перешкоди незначні. Точність обмежена тими ж типами проблем, які впливають на інші оптичні спектроскопічні методи. Крім того, на точність впливають перешкоди, які впливають на флуоресцентний квантовий вихід. Точність фосфоресценції дещо більша, ніж у флуоресценції.

Точність

Відносне стандартне відхилення для флуоресценції зазвичай становить від 0,5— 2%, коли концентрація аналіта значно перевищує межу виявлення. Точність зазвичай обмежується стабільністю джерела збудження. Точність фосфоресценції часто обмежується відтворюваністю при підготовці зразків до аналізу, при цьому поширені відносні стандартні відхилення 5-10%.

Чутливість

На чутливість флуоресцентного або фосфоресцентного методу впливає ряд параметрів. Ми вже розглядали важливість квантового виходу і вплив температури і складу розчину на $\Phi_f$ і $\Phi_p$ . Крім квантового виходу, чутливість покращується за допомогою джерела збудження, який має більшу інтенсивність випромінювання, P ₀, на бажаній довжині хвилі, і шляхом вибору довжини хвилі збудження, для якої аналіт має більшу молярну поглинаючу здатність, $\varepsilon$ . Іншим підходом до підвищення чутливості є збільшення обсягу, з якого відстежується викид. На малюнку $\PageIndex{1}$ показано, як обертання щілин монохроматора від їх звичайної вертикальної орієнтації до горизонтальної орієнтації збільшує обсяг вибірки. Результат може збільшити викид з зразка на $5-30 \times$ .

Використання орієнтації щілини для зміни обсягу, з якого вимірюється флуоресценція. — Малюнок $\PageIndex{1}$ . Використання орієнтації щілини для зміни обсягу, з якого вимірюється флуоресценція: (а) вертикальна орієнтація щілини; (б) горизонтальна орієнтація щілини. Припустимо, розміри щілини складають 0,1 мм $\times$ 3 мм. У (а) розміри обсягу відбору проб складають 0,1 мм $\times$ 0,1 мм $\times$ 3 мм, або 0,03 мм ³. Для (б) розміри обсягу відбору проб складають 0,1 мм $\times$ $\times$ 3 мм, або 0,9 мм ³, 30-кратне збільшення обсягу відбору проб.

Вибірковість

Вибірковість флуоресценції та фосфоресценції перевершує абсорбційну спектрофотометрію з двох причин: по-перше, не кожна сполука, яка поглинає випромінювання, є флуоресцентною або фосфоресцентною; і, по-друге, вибірковість між аналітом та інтерферентом можлива, якщо є різниця в будь-якому їх збудження або їх спектри випромінювання. Загальна інтенсивність викидів - це лінійна сума від кожного флуоресцентного або фосфоресцентного виду. Аналіз зразка, який містить n аналітів, таким чином, здійснюється шляхом вимірювання загальної інтенсивності випромінювання на n довжині хвиль.

Час, вартість та обладнання

Як і в інших оптичних спектроскопічних методах, флуоресцентні і фосфоресцентні методи забезпечують швидкий засіб для аналізу зразків і здатні до автоматизації. Флюорометри коштують відносно недорого, коливаються від декількох сотень до декількох тисяч доларів, і часто є задовільними для кількісної роботи. Спектрофлюометри коштують дорожче, причому моделі часто перевищують 50 000 доларів.