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Spettroscopia di fluorescenza

L'analisi chimica strumentale moderna impiega varie tecniche. La spettroscopia della fluorescenza è uno di questi metodi ed è basata sul principio di eccitazione e sull'emissione di radiazione caratteristica dall'analito.

Questa emissione poi è esaminata e le energie e le intensità relative di varie parti dello spettro dicono al ricercatore gli entrambi tipi di presente delle molecole e di loro importi assoluti e di concentrazione.

Quando un fotone di indicatore luminoso di giusta lunghezza d'onda è assorbito da una molecola capace della fluorescenza (definita un fluorophore), si riferisce a come essendo emozionante.

Neuroni tracciati da fluorescenza. Credito di immagine: Juan Gaertner/Shutterstock
Neuroni tracciati da fluorescenza. Credito di immagine: Juan Gaertner/Shutterstock

Ciò induce lo stato elettronico a cambiare il più comunemente dallo stato fondamentale della stabilità massima ad uno di parecchi livelli vibratorii emozionanti, S1. L'elettrone ritorna allo stato fondamentale quasi immediatamente, un fenomeno definito rilassamento, da uno di parecchi trattamenti.

La fluorescenza appartiene a questa categoria, da cui la radiazione assorbente è emessa come fotone con energia di una lunghezza d'onda caratteristica e più lunga che il fotone assorbente, per aiutare l'elettrone per ritornare dallo stato eccitato della maglietta giro collo allo stato fondamentale della maglietta giro collo. L'energia emessa appartiene allo spettro dell'indicatore luminoso visibile e dipende dal gap energetico fra i due stati.

Una certa energia è persa durante rilassamento ed il riorientamento vibratorii delle molecole solventi durante sia l'eccitazione che il rilassamento, che rappresenta la lunghezza d'onda più lunga. L'equazione del bilancio energetico per questo trattamento può essere descritta come:

Fluor di E = − Esolv.relax di Evib del − di EABS.

dove Efluor è l'energia dell'indicatore luminoso emesso;

L'EABS è l'energia dell'indicatore luminoso assorbente;

Evib è l'energia persa durante il rilassamento vibratorio;

Esolv.relax è l'energia consumata dal riorientamento delle molecole solventi.

Lo spettro prodotto dalla fluorescenza riflette le varie transizioni interne fra i livelli vibratorii, di cui ciascuno ha ancora livelli rotazionali distinti, contribuenti ad una serie di bande di assorbimento che compongono un vasto spettro.

La differenza nell'energia di varie bande corrisponde sempre quella fra il più basso livello vibratorio del primo stato eccitato ed allo stato fondamentale, riguardo all'emissione di indicatore luminoso nella fluorescenza.

Ciò assicura la forma immutata dello spettro di emissione qualunque cosa la lunghezza d'onda dell'indicatore luminoso emozionante sembri essere. L'emissione può essere tracciata contro la lunghezza d'onda a tutta la lunghezza d'onda di eccitazione per rendere lo spettro di emissione.

Componenti di uno spettrometro a fluorescenza

Questo strumento consiste di seguenti parti:

  1. Un supporto del campione
  2. Una fonte luminosa luce incidente quale una lampada allo xeno
  3. Un monocromatore che seleziona l'indicatore luminoso monocromatico di una lunghezza d'onda specificata
  4. Un filtro da monocromatore o da taglio dell'emissione
  5. Lenti di messa a fuoco
  6. Fotone-raccogliendo i rivelatori posizionati perpendicolarmente alla sorgente luminosa per diminuire sensibilità da circa 10 000 e per migliorare il rapporto di segnale-disturbo
  7. Software per analizzare i dati raccolti

Ad una lunghezza d'onda particolare, un raggio dell'emissione della fluorescenza è individuato e registrato e poi è tracciato in funzione della sua lunghezza d'onda. Anche le sostanze non fluorescenti possono essere studiate in questo modo usando un contrassegno attivo.

la fluorescenza indotta da laser Del tempo integrata (sollevamento) è un avanzamento in materia che offre la maggior sensibilità che mai prima. Direttamente percepisce la radiazione emessa dall'analito che è cercato per essere individuato e fornisce l'alta risoluzione spaziale.

Svantaggi

La fluorescenza è una tecnica altamente sensibile ed i falsi positivi sono probabili accadere a meno che le precauzioni siano catturate per registrare un segnale genuino dell'analito.

Applicazioni

La spettroscopia della fluorescenza è utile nelle applicazioni come la rilevazione e misura dei composti organici. Le applicazioni industriali comprendono la qualità di superficie e la pulizia difficili, come in lavorazione che comprendono ricoprire, pulendo, o la lubrificazione delle superfici tecniche. Lascia la superficie intatta dopo le prove.

La spettroscopia della fluorescenza indotta da laser utilizza il laser emozionante per eccitare i fluorophores nelle molecole dell'obiettivo quale è emesso durante il rilassamento all'interno di una portata dei nanosecondi. Ciò concede anche muovere le superfici da scandire esattamente.

È estremamente sensibile e può individuare le quantità microscopiche dell'analito da provare. La dimensione di punto può essere regolato selezionando le vari posizioni, distanze ed angoli della sonda a partire dalla superficie da provare.

La fluorescenza di sfondo dalla materia organica sulla superficie dovrebbe essere custodetta contro l'interferenza con i dati di output definitivi. Ciò contribuisce a valutare il risparmio di temi dei trattamenti di pulizia durante l'ogni punto prima del processo di fabbricazione seguente quale ricottura, che può dipendere altamente dall'assenza di agenti inquinanti quali i lubrificanti o altri sistemi additivi.

Riferimenti

  1. http://www.oswego.edu/~kadima/CHE425/CHE425L/FLUORESCENCE_SPECTROSCOPY_08.pdf
  2. https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=58005
  3. http://www2.warwick.ac.uk/services/ris/impactinnovation/impact/analyticalguide/fluorescence/https://application.wiley-vch.de/books/sample/3527316698_c01.pdf
  4. https://www.chem.uci.edu/~dmitryf/manuals/Fundamentals/Fluorescence%20Spectroscopy.pdf

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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