Флуоресценция с временным

С целью подбора оптимальных условий проведения реакции было изучено влияние на интенсивность флуоресценции времени образования осадка комплекса, концентрации этанола, фенантро-лина, НТТА, продолжительности облучения и других факторов. [c.203]

Свойство веществ люминесцировать, т. е. отдавать в виде излучения поглощенную световую энергию, присуще не всем органическим веществам. Известно, что при абсорбции света поглощенный квант вызывает переход электронов в молекуле на более высокий энергетический уровень, т. е. приводит молекулу в возбужденное состояние. В зависимости от времени спонтанного излучения аккумулированной энергии в впде светового излучения наблюдаются раз.чичные виды люминесценции, а именно флуоресценция и фосфоресценция. Полосы люминесценции, как правило, смещены по сравнению с полосой поглощения к красному концу спектра. [c.213]

Существуют другие разновидности испускания, когда большое время жизни не связано непосредственно с большим временем жизни триплетного состояния. Например, рекомбинационная замедленная флуоресценция и рекомбинационная фосфоресценция наблюдаются тогда, когда облучение твердых растворов приводит прямо или косвенно к разложению молекулы на осколки, при медленной рекомбинации которых получаются молекулы в возбужденном синглетном или триплетном состоянии. [c.54]

Поляризация флуоресценции. Важной характеристикой фотолюминесценции является поляризация флуоресценции. Каждую молекулу можно рассматривать как колебательный контур — элементарный осциллятор, который способен поглощать и испускать излучение не только вполне определенной частоты, но и с определенной плоскостью колебания. Если на вещество падает поляризованный свет, то он преимущественно возбуждает те молекулы, в которых направление колебания осциллирующих диполей совпадает с направлением электрического вектора возбуждающего светового пучка. Поэтому несмотря на то что молекулы в растворе ориентированы хаотично, возбуждению подвергаются лишь те из них, которые обладают соответствующей ориентацией. Если.время жизни возбужденного состояния велико по сравнению со временем, необходимым для дезориентации молекул вследствие вращения, этот процесс дезориентации происходит еще до того, как появится заметная флуоресценция. Если же скорость вращательного движения мала по сравнению со временем жизни возбужденного состояния, то свет флуоресценции испускается до завершения дезориентации. При этом осцилляторы, ответственные за флуоресцентное излучение, ориентированы в той же плоскости, в которой они были ориентированы в момент поглощения, так что флуоресцентное излучение оказывается частично поляризованным. В очень вязких растворителях даже малые молекулы могут сохранять ориентацию за время испускания флуоресценции. Крупные молекулы, такие, как белки, сохраняют свою ориентацию в течение периода времени, который достаточно велик по сравнению со временем испускания флуоресценции, поэтому их флуоресценция частично поляризована. Степень поляризации флуоресценции определяется по формуле [c.56]

Предположим, что жидкий раствор облучается пучком света постоянной интенсивности. Если оптическая плотность достаточно мала, то скорость поглощения света /д будет постоянной по всему объему. За время, достаточно долгое по сравнению с временем жизни флуоресценции, устанавливается стационарное состояние, в котором скорость образования синглетных возбужденных молекул уравновешивается скоростью их исчезновения. Если в верхних [c.58]

Если выключить возбуждающий свет, то флуоресценция затухает по экспоненциальному закону со временем жизни т. Время жизни т возбужденного состояния определяется как время, за которое первоначальное количество возбужденных состояний уменьшается в е раз. Поскольку [c.59]

Уравнение Штерна — Фольмера выполняется на опыте практически всегда. Однако выполнимость уравнения Штерна — Фольмера не может служить доказательством того, что тушение флуоресценции идет по диффузионному механизму. Часто тушение флуоресценции происходит параллельно по двум механизмам — статическому и диффузионному. Иногда необходимо отделить один механизм от другого. Для этого исследуют зависимость времени жизни возбужденных молекул от концентрации тушителя. Уменьшение времени жизни возбужденных молекул при увеличении концентрации тушителя свидетельствует о диффузионном механизме тушения, а независимость времени жизни от концентрации тушителя указывает на преобладание статического механизма тушения. Количественно статический и диффузионный механизмы разделяют, сопоставляя зависимость относительного квантового выхода флуоресценции фо/ф и относительного значения времени жизни возбужденных молекул Tq/t от концентрации тушителя [c.61]

Фильтры и монохроматоры. Светофильтры, используемые для выделения необходимой спектральной области источника света, так называемые первичные фильтры, не должны пропускать свет в области, где измеряется люминесценция, и, наоборот, пропускать как можно больше света в области поглощения объекта. Длинноволновая граница пропускания светофильтров должна быть несколько смещена в коротковолновую сторону по сравнению с самым длинноволновым максимумом поглощения. Фильтры, использующиеся для выделения флуоресценции, так называемые вторичные фильтры, должны отсекать весь рассеянный возбуждающий свет и пропускать весь свет флуоресценции. В качестве первичных и вторичных фильтров используются стеклянные фильтры из цветного стекла. В качестве вторичных фильтров могут использоваться клееные стеклянные фильтры и интерференционные-фильтры. Первые состоят из двух стеклянных пластинок и заключенного между ними слоя желатины, окрашенной органическими красителями. Под действием интенсивного облучения эти фильтры со временем портятся. Интерференционный фильтр представляет собой стеклянную пластинку, на которую нанесены две (или более) полупрозрачные металлические пленки, разделенные слоем прозрачного вещества. Для защиты металлического слоя на него наклеивается еще одна стеклянная пластинка. Расстояние между металлическими пленками определяет длину волны света, проходящего сквозь фильтр. Свет, половина длины волны которого равна расстоянию между пленками, пройдет через фильтр, а свет с любой другой длиной волны отразится. Интерференционные фильтры также разрушаются от интенсивного облучения. [c.65]

Измерив /ф в разные моменты времени t и построив зависимость 1п(/ф)(—1, можно по тангенсу угла наклона прямой получить величину — 1/т. Среднее время затухания флуоресценции т, опреде- [c.70]

Время жизни Возбужденных молекул то=1/( ф + д) можно определить графически, откладывая зависимость логарифма интенсивности флуоресценции Р (t) от времени [c.90]

При изучении кинетики молекулярной фосфоресценции, обычно характеризующейся временем затухания в диапазоне 10 3—Ю с, используют, как правило, импульсные методы. Для исследования флуоресценции в пикосекундном и наносекундном (Ю- —Ю-э с) диапазонах используют импульсные и фазово-модуляционные методы. Фазовый метод удобен для измерения спектров испускания продуктов реакций, протекающих в возбужденном состоянии. [c.102]

Вероятность появления импульса на выходе ФЭУ прямо пропорциональна числу фотонов, попадающих на фотокатод, и, следовательно, числу фотонов, испускаемых образцом. Обозначив зависимость интенсивности флуоресценции от времени t через F(t), а вероятность появления импульсов ФЭУ через I t), получим [c.105]

Блок-схема установки, реализующей метод счета фотонов , приведена на рис. 37. В качестве источника возбуждающего света используется импульсная лампа, работающая от источника постоянного тока. Электрические импульсы, получаемые на втором электроде, используются в качестве стартовых импульсов время-амплитудного преобразователя. Серьезной трудностью, ограничивающей разрешающую способность данного метода, является тот факт, что импульсы на выходе ФЭУ имеют длительность нескольких наносекунд и широкий разброс по амплитуде. Электронная аппаратура позволяет регистрировать положение крутого переднего фронта импульсов с точностью до 0,01 не, однако само его положение зависит от амплитуды импульса (рис. 38), Преодолеть эту трудность позволяет использование дискриминатора импульсов с изменяющимся порогом, зависящим от амплитуды поступающего импульса. Таким путем удается резко повысить временную разрушающую способность метода (без такого дискриминатора не удается получить разрешение лучше нескольких наносекунд). Преобразование интервала времени в амплитуду импульса производится гак называемым время-амплитудным преобразователем, имеющим два входа старт и стоп соответственно для первого и второго импульсов. Такие схемы хорошо разработаны в электронике. Особенность таких преобразователей в том, что они срабатывают от первого поступающего импульса стоп и не регистрируют никаких последующих импульсов в течение определенного мертвого времени . Поэтому, если на фотоумножитель после импульса возбуждения попадут последовательно два фотона, будет зарегистрирован лишь первый из них. В результате при большой интенсивности флуоресценции, когда вероятность попадания более чем одного [c.106]

Дальнейшее поведение возбужденной частицы не зависит от механизма ее образования. Возможно физическое или химическое тушение свечения, перенос энергии на другие частицы или внутримолекулярная безызлучательная дезактивация. Если время жизни возбужденной частицы мало по сравнению со временем релаксации, возможна дезактивация с испусканием кванта (рис. 42), т. е. хемилюминесценция. В зависимости от механизма образования и природы возбуждаемой частицы хемилюминесценция может являться флуоресценцией или фосфоресценцией. Как видно из рис. 42, энергия кванта хемилюминесценции равна /IV а + С, где а — энергия активации Q — теплота, выделяющаяся в элементарном акте. Следовательно, хемилюминесценция должна наблюдаться в соответствующем интервале длин волн. В некоторых реакциях в газовой фазе наблюдается инфракрасная хемилюминесценция, соответствующая колебательному возбуждению молекул. В реакциях, протекающих в жидкой фазе, энергия колебательного возбуждения рассеивается очень быстро. Наблюдающаяся хемилюминесценция соответствует обычно излучению с пулевого колебательного уровня возбужденного электронного состояния и лежит в видимой и реже в ультрафиолетовой областях. [c.119]

Метастабильные молекулы так же, как обычные возбужденные молекулы, могут дезактивироваться путем испускания кванта света с переходом в основное состояние. Отличие от флуоресценции состоит в том, что это испускание происходит в течение значительно большего промежутка времени вещество может испускать свет в течение нескольких секунд после прекращения освещения. Такое послесвечение носит название фосфоресценции. [c.111]

Фотографическое определение константы за- тухания флуоресценции (времени, необходимого для уменьшения интен- сивности флуоресценции в 4 раза), проведенное Левшиным и Шереметьевым, дало значение т, равное (2,7+0,2) 10" сек, что находится в хорошем соответствии с более ранними определениями (см. табл. 3.1). [c.197]

Как показали Галанин [8] и Фёрстер 91, безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения между флуоресцентной и невозбужденной молекулами обусловлен диполь-дипольным взаимодействием электромагнитных полей. Для этого случая переноса ими разработана теория, позволяющая из данных о спектрах поглощения и флуоресценции, времени затухания свечения и выходах свечения молекул донора и акцептора энергии оценить расстояние, на котором осуществляется перенос энергии между ними. Применение расчетных формул этого метода к оценке расстояния для переноса энергии между триплетными уровнями дает величины, более чем на порядок меньшие расстояния переноса, получаемого из эксперимента, а следовательно, меньшие ван-дер-ваальсового радиуса молекул. Этот факт, а также различный характер зависимости величины тушения от концентрации акцептора для переноса энергии между синглетным и триплетными уровнями указывает на то, что механизмы переноса энергии в этих явлениях различны. [c.173]

Измерение абсолютных концентраций при помощи метода резонансной флуоресценции тр( бует знания вероятности возбуждения изучаемых частиц, тушения их флуоресценции и радиационного времени жизни т. Измерение интенсивности резонансной флюоресценции нри известном т позволяет определить концентрацию возбужденных частиц, которая всегда значительно меньше концентра 1,ин мевозбужденных частиц. Нахождение же числа последних, представляюп1 пх основной интерес с точки зрения кинетики и механизма изучаемой реакции, требует донолиительпых исследований. В самом общем случае между концентрацией возбужденных п и невозбужденных п молекул данного вещества существует соотношение [c.25]

Эмульгирование водонефтяных систем сказывается на их спектральных характеристиках. Существенно влияет на процесс время контакта с водой. Явление старения водонефтяных растворов также проявляется в их с-пектральных характеристиках. В [103] проведено изучение растворов смолистых веществ в смеси с водой и сопоставление их спектров флуоресценции и возбуждения свечения со спектрами асфальтенов, полученных из той же нефти. Обнаружено, что с течением времени происходит деформация спектров и приближение их к спектрам асфальтенов. Это косвенно свидетельствует о возможности генезиса асфальтенов из смол. [c.58]

Под действием электрического поля волны молекулы в частице дисперсной фазы приобретают преимущественную ориентацию в пространстве. В то же время тепловое движение молекул дисперсионной среды стремится их разориентировать. Поступательная комтонента броуновского движения не оказывает никакого влияния на поляризационные характеристики свечения. Вращательное броуновское движение вызывает деполяризацию свечения. Молекулы в частице поглощают падающее излучение практически мгновенно, переходя в возбужденное состояние. В возбужденном состоянии они находятся в течение некоторого времени, называемом средней продолжительностью жизни возбужденного состояния. Затем происходит высвечивание. Именно за период пока молекулы возбуждены происходит поворот час-Т1ЩЫ на некоторый угол. Вращательная деполяризация флуоресценции определяется параметра.ми, характеризующими саму частицу, т. е. объемом и средней длительностью возбужденного состояния и величинами, характеризующими дисперсионную среду, т. е. вязкостью и температурой. [c.97]

Метастабильные молекулы так же, как обычные возбужденные молекулы, могут дезактивироваться путем испускания кванта света с переходом в основное состояние. Отличие от флуоресценции состоит в том, что это испускание происходит в течение значительно большего промежутка времени вещество может испус- [c.120]

Скорости переходов. При изучении фотолюминесценции необходимо знать временные характеристики излучательных и конкурирующих с ними безызлучательных процессов дезактивации возбужденных состояний. Для излучательных процессов характерны следующие времена. Поглощение света происходит за время порядка одного колебания световой волны, т. е. около 10 с. Флуоресценция из самого нижнего возбужденного синглетного состояния происходят от 10 с (для я —я-переходов) до 10 (для я —п-переходов). Излучательные времена триплетных состояний лежат в пределах от 10 2 до с. Безызлучательные переходы из верхних возбужденных состояний происходят за время порядка 10 2 с. Скорость внутренней конверсии с нижнего возбужденного синглета в основное состояние часто сравнима со скоростью флуоресценции. Интеркомбинационная конверсия из нижнего синглетного состояния протекает за время порядка излучательного времени жизни флуоресценции. Р1нтеркомбинационные переходы из триплета в основной синглет происходят сравнительно медленно (Ю — 10 с в зависимости от условий). [c.57]

Время жизни Тр (или константа скорости Афс) является фундаментальной характеристикой вещества, не зависящей от температуры. В противоположность флуоресценции эффективность фосфоресценции уменьшается на несколько порядков в интервале от 77 К ДО комнатной температуры и чрезвычайно сильно зависит от вязкости растворителя. Причинами резкого падения эффективности и времени жизни фосфоресценции могут быть увеличение скорости безыз-лучательной конверсии йдт и тушения триплетного состояния примесей но пока не ясно, которая из этих причин является главной. [c.63]

Измерение фосфоресценции обычно проводят в твердой фазе при температуре жидкого азота, поскольку в жидких растворах фосфоресценция интенсивно тущится ничтожными количествами примесей. Для разделения обычной флуоресценции и фосфоресценции или замедленной флуоресценции необходимо периодически прерывать пучок возбуждающего света и регистрировать испускание только в течение темпового периода, т. е. когда короткоживу-щая флуоресценция оказывается полностью затухшей. В большинстве современных спектрофлуориметров это достигается тем, что при измерении спектров фосфоресценции вокруг образца вращается полый цилиндрический стакан, имеющий вырезы в боковой стенке. При вращении стакана вокруг его оси образец освещается возбуждающим светом, проходящим через вырезы, и долгоживущая люминесценция регистрируется через те же самые вырезы. Для измерения общей люминесценции вращающийся стакан надо удалить. Поскольку при использовании стакана с вырезами поглощается только некоторая доля возбуждающего света, то для определения полной скорости испускания долгоживущей люминесценции наблюдаемую интенсивность надо разделить на коэффициент фосфориметра, равный отношению светового периода к сумме времени светового и темпового периодов. Это справедливо, если время затухания долгоживущей люминесценции достаточно велико по сравнению со временем светового и темпового периодов, поскольку уменьшение интенсивности за воемя темпового периода будет [c.67]

Измерение времени затухания люминесценции. Среднее время жизни X возбужденной молекулы играет существенную роль при рассмотрении механизмов реакций возбужденных молекул. Импульсный метод определения т состоит в том, что раствор флуоресцирующего вещества облучают коротким импульсом света 1 — 2— —4 не), а. интенсивность флуоресце-нции измеряют как функцию времени. Интенсивность флуоресценции (/ф)< в момент времени I после начала измерения связана с интенсивностью флуоресценции в начальный момент (/ф)о соотношением [c.70]

Другим методом измерения времени затухания флуоресценции является фазовый метод. Так как испускаемая флуоресценция запаздывает по сравнению с возбуждающим светом, то при возбуж-денпп флуоресценции пульсирующим светом возникает сдвиг фаз а, который измеряется экспериментально и из которого вычисляют время затухания флуоресценции, связанное с V соотношением tga = т2яv, где V —частота модуляции света. [c.71]

Для исследования кинетики быстрых и сверхбыстрых химических реакций большие возможности дают люминесцентные методы. Эти методы особенно важны для фотохимических реакций. Иногда удается изучать быстрые реакции возбужденных молекул с П0М0Щ11Ю спектров флуоресценции ири стационарном возбуждении (см. гл. III). Прямое измерение кинетики быстрых реакций возбужденных молекул оказывается возможным путем наблюдения кинетики люминесценции. Поскольку интенсивность испускаемого света ироиорциональна концентрации испускающих частиц, то кинетические кривые люминесценции иеиосредственно отражают изменение коице]1трации возбужденных молекул во времени. [c.89]

Одно лишь измерение концентрационной зависимости тушения флуоресценции не позволяет достагочно точно разделить статическое и динамическое тушение. Сочетание измерений концентрационной зависимости туитения флуоресценции и времени жизни возбужденных молекул дает возможность определить отдельно константы динамического и статического тушения [c.91]

В присутствии значительных концентраций тушителей наблюдается статическое тушение, приводящее к уменьшению квантового выхода фосфоресценции без изменения времени затухания (аналогично статическому тушению флуоресценции). Некоторые соединения, в особенности содержащие тяжелые атомы, способствующие ин-теркомбинационной конверсии, образуют комплексы с фосфоресцирующим соединением, приводя к изменению времени затухания фосфоресценции и иногда даже к увеличению квантового выхода фосфоресценции вследствие увеличения константы скорости испускания фосфоресценции в таких комплексах. При этом затухание фосфоресценции происходит неэкспоненциально. В простейшем случае кинетика затухания представляет собой сумму двух экспонент, одна из которых соответствует свободным молекулам М, а другая— комплексу (М-р). Соотношение вкладов этих двух экспонент зависит ие только от концентрации комплексообразователя, по также от продолл<ительности возбуждающего импульса, поскольку время достижения стационарного состояния при заданной интенсивности возбуждающего света для частиц с разным време- [c.99]

Кинетика замедленной флуоресценции. Замедленной флуоресценцией называют испускание, наблюдаемое при 51->8о-переходе, но обладающее временем затухания гораздо большим, чем время жизни синглетных возбужденных состояний. Известно три типа замедленной флуоресценции активационная, аннигиляциониая и рекомбинационная. [c.100]

Флуоресценция образца ослабляется настолько, что на фотоумножитель попадает в среднем менее одного фотона на одну вспышку источника возбуждения. При этом будет выполняться соотношение (IV.70), т. е. вероятность появления импульса ФЭУ через время после началл возбуждающей вспышки будет пропорциональна нитенсивности флуоресценции в данный момент времени (за вычетом времени пролета электронов в ФЭУ). Если регистрировать занпсимость числа импульсов ФЭУ от интервала времени между возбуждающим и регистрируемым импульсами прн большом числе возбуждающих вспышек, то получается функция распределения, пропорциональная кинетической кривой флуоресценции F[t). [c.105]

Для определения формы импульса света ( ) возбуждающей лампы [точнее аппаратной функции А( )] вместо образца помещают металлическую рассеивающую пластинку и проводят измерение обычным образом. Если время затухания флуоресценции соизмеримо со временем вспышки, для получения точных значений параметров флуоресценции необходимо знать аппаратную функцию вспышки в тех условиях, в которых регистрируется флуоресценция. Получение такой функции осложняется несколькими факторами, способными стать источниками ошибок 1) форма импульса возбуждающего света лампы зависит от длины волны, причем эта завис1 Мость наиболее существенна для ламп, работающих при низких давлениях (менее 0,5 МПа и имеющих линейчатый спектр) длительность и форма вспышки, измеряемые на длине волны, соответствующей отдельной линии гораздо лучше, чем при регистрации в континууме 2) форма регистрируемого сигнала ФЭУ и положение максимума сигнала зависят от длины волны света, падающего на ФЭУ 3) слишком большая интенсивность света, падающего на ФЭУ, искажает сигнал 4) изменение геометрии [c.107]

Определение времен жизни синглетных возбужденных состояний. Измеряют кинетику затухания флуоресценции спиртовых растворов антрацена, пирена, дибромантрацена, дифенилоксазола (или других соединений). Для долгоживущих возбужденных состояний со временем затухания более 5 не (например, пирена1 данные представляют в координатах Ig / — /и определяют константу скорости затухания ко и время жизни го=1/ о- Для короткоживущих возбужденных состояний находят ко и То двумя способами откладывая данные в координатах Ig / — и используя урав-иеппе (IV.74), а также обрабатывая данные в соответствии с урав-иеипем (IV.78). Для этого с помощью вычислительной машины рассчитывают функции W(t) и V[t) из данных по интенсивности возбуждающего света E(t) и интенсивности флуоресценции F t). Затем строят график зависимости 1 t) W t) от V t)/W t) и находят ко. Сравнивают величины ко, полученные обоими способами. [c.115]

Часто поглощение промежуточных продуктов наблюдается в той области, где флуоресцирует исходное соединение. При этом при малых временах жизни проме куточиых продуктов флуоресценция будет существенно искажать вид осциллограммы. Чтобы получить истинную кинетическую кривую, необходимо записать кривую флуоресценции образца при закрытом спектральном источнике. Поскольку форма флуоресцентного излучения повторяет форму вспышки, ее имеет смысл учитывать только ири малых временах. Перестройка осциллографической кривой гибели промежуточного продукта проводится следуюш,им образом. В каждый момент вре- [c.188]

Додециламмонийпропионат (ДАП) в бензоле при концентрации 0,10 моль/л также образует обращенные мицеллы, причем концентрация воды в объеме мицелл может достигать 0,55 моль/л. На этой системе Фендлер изучал протонироваиие пирен-1-карбоновой кислоты, используя метод флуоресценции с наносекундным временем разрешения [161]. Самым поразительным среди наблюдавшихся явлений оказалась необыкновенно высокая константа скорости протонирования карбоксильной группы в водном пуле ( 10-12 л-моль- -с- ), образованном поверхностно-активным веществом. На рис. 5.8 приведена модель такой системы сверхбыстрого переноса протона в обращенной мицелле, возможного только в том случае, если донор и акцептор расположены очень близко друг к другу. ДАП частично гидролизуется до пропионо-вой кислоты, которая втягивается в водный пул, а перенос [c.287]

В соответствии с существующей в настоящее время теоретической концепцией получение абсолютно чистых веществ т. е. совершенно не содержащих примесей) принципиально возможно, но только в очень небольшой области концентраций для достаточно большой пробы чистого вещества и за более или менее ограниченный промежуток времени. Для контроля чистоты необходимы особо чувствительные методы анализа. Применение методов ультрамикроанализа позволяет осуществить мечту аналитиков — обнаружение отдельных атомов в матрице вещества. Одним из таких методов является лазерная спектроскопия. Вещество испаряют и атомы селективно возбуждают действием лазерного излучения в узкой области частот. Возбужденный атом затем ионизируется вторичными фотонами. Число испускаемых при этом свободных электронов фиксируют пропорциональным счетчиком. С помощью эффективно действующей лазерной установки можно ионизировать все атомы определяемого вещества. Метод, основанный на использовании этого явления, называют резонансной ионизационной опектро-скопией (РИС). Например, можно определять отдельные атомы цезия. В другом варианте метода — оптически насыщенной нерезонансной эмиссионной спектроскопии (ОНРЭС) — измеряют интенсивность флуоресцентного излучения возбужденных атомов. Чтобы отличить излучение определяемых элементов от излучения других компонентов пробы, длины волн флуоресценции сдвигают воздействием других атомов или молекул. Этим методом также можно определять отдельные атомы вещества, например натрия. [c.414]