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Espectroscopia da fluorescência

A análise química instrumental moderna emprega uma variedade de técnicas. A espectroscopia da fluorescência é um destes métodos e é baseada no princípio de excitação e na emissão da radiação característica pelo analyte.

Esta emissão é examinada então e as energias e as intensidades relativas das várias partes do espectro dizem ao pesquisador ambos os tipos de presente das moléculas e de sua quantidade do concentração e a absoluta.

Quando um fotão da luz do comprimento de onda direito estiver absorvido por uma molécula capaz da fluorescência (denominada um fluoróforo), está referido como sendo entusiasmado.

Neurônios marcados pela fluorescência. Crédito de imagem: Juan Gaertner/Shutterstock
Neurônios marcados pela fluorescência. Crédito de imagem: Juan Gaertner/Shutterstock

Isto faz com que o estado eletrônico mude do estado à terra de estabilidade máxima a um de diversos níveis vibracionais entusiasmado, o mais geralmente S1. O elétron retorna ao estado à terra quase imediatamente, um fenômeno denominado abrandamento, por um de diversos processos.

A fluorescência pertence a esta categoria, por que a radiação absorvida é emitida como um fotão com energia de um comprimento de onda característico e mais longo do que o fotão absorvido, a fim ajudar o elétron a retornar do estado entusiasmado da camisola interioa ao estado à terra da camisola interioa. A energia emissora pertence ao espectro da luz visível e depende da diferença de energia entre os dois estados.

Alguma energia é perdida durante o abrandamento vibracional e a reorientação das moléculas solventes durante a excitação e o abrandamento, que esclarece o comprimento de onda mais longo. A equação de balanço da energia para este processo pode ser descrita como:

Fluor de E = de − do Eabs − Esolv.relax de Evib.

onde Efluor é a energia da luz emissora;

O Eabs é a energia da luz absorvida;

Evib é a energia perdida durante o abrandamento vibracional;

Esolv.relax é a energia consumida pela reorientação das moléculas solventes.

O espectro produzido pela fluorescência reflecte várias transições internas entre os níveis vibracionais, cada qual tem outra vez níveis rotatórios distintos, contribuindo a um número de faixas de absorção que compo um espectro largo.

A diferença na energia de várias faixas corresponde sempre àquela entre o mais baixo nível vibracional do primeiro estado entusiasmado, e ao estado à terra, no que diz respeito à emissão da luz na fluorescência.

Isto assegura a forma inalterada do espectro de emissão não importa o que o comprimento de onda da luz emocionante acontece ser. A emissão pode ser traçada contra o comprimento de onda em todo o comprimento de onda da excitação render o espectro de emissão.

Componentes de um espectrómetro da fluorescência

Este instrumento consiste nas seguintes peças:

  1. Um suporte da amostra
  2. Uma fonte de luz de incidente tal como uma lâmpada de xénon
  3. Um monocromador que seleccione a luz monocromática de um comprimento de onda especificado
  4. Um filtro do monocromador ou da interrupção da emissão
  5. Lentes de focalização
  6. Fotão-recolhendo os detectores posicionados perpendicularmente à fonte luminosa para reduzir a sensibilidade por aproximadamente 10 000 e para melhorar a relação do sinal-ruído
  7. Software para analisar os dados recolhidos

Em um comprimento de onda particular, um feixe da emissão da fluorescência é detectado e gravado e traçado então em função de seu comprimento de onda. Mesmo as substâncias não-fluorescentes podem ser estudadas desse modo usando uma etiqueta activa.

a fluorescência laser-induzida Tempo-integrada (elevador) é um avanço neste campo que oferece a maior sensibilidade do que sempre antes. Detecta directamente a radiação emissora do analyte que é procurado ser detectado e fornece a definição espacial alta.

Desvantagens

A fluorescência é uma técnica altamente sensível e os falsos positivos são prováveis ocorrer a menos que as precauções forem tomadas para gravar um sinal genuíno do analyte.

Aplicações

A espectroscopia da fluorescência é útil nas aplicações tais como a detecção e a determinação de compostos orgânicos. As aplicações industriais incluem a qualidade de superfície e a limpeza de teste, como nos processos que envolvem revestir, limpando, ou na lubrificação de superfícies técnicas. Sae da superfície intacto após o teste.

a espectroscopia Laser-induzida da fluorescência usa o laser de excitação para excitar fluorophores nas moléculas do alvo qual é emitido durante o abrandamento dentro de um período dos nanossegundos. Isto reserva mesmo mover as superfícies a ser feitas a varredura exactamente.

É extremamente sensível e pode detectar quantidades microscópicas do analyte a ser testado para. O tamanho de ponto pode ser ajustado selecionando vários posições, distâncias e ângulos da ponta de prova da superfície a ser testada.

A fluorescência do fundo da matéria orgânica na superfície deve ser guardada contra a interferência com os dados de saída finais. Isto ajuda a avaliar a eficiência de processos da limpeza durante cada etapa antes do processo de manufactura seguinte tal como o recozimento, que pode ser altamente dependente da ausência de contaminadores tais como lubrificantes ou outros aditivos de processo.

Referências

  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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