Измерение времени жизни флуоресценции

Другим методом измерения времени жизни флуоресценции является фазовый метод. Так как испускаемая флуоресценция запаздывает по сравнению с возбуждающим светом, то при возбуждении флуоресценции пульсирующим светом возникает сдвиг фаз а, который измеряется экспериментально и из которого вычисляют время жизни флуоресценции, связанное с v соотношением [c.63]

Триплеты диацетила имеют квантовый выход 0,25 для флуоресценции, а измеренное время жизни триплетного состояния равно 10 с. Если фосфоресценция диацетила тушится соединением Q со скоростью, определяемой диффузией (10 М -С ), то какая концентрация Q требуется для уменьшения выхода фосфоресценции вдвое [c.562]

Второй метод измерения основан на определении степени модуляции двух сигналов [191]. Очевидно, что чем больше время жизни флуоресценции, тем меньше степень ее модуляции. Степень модуляции в пучке возбуждающего света (ms) и в пучке флуоресценции (ш/) связаны с соотношением [c.254]

Для измерения времени жизни флуоресценции обычно используют два метода. Первый — и наиболее точный — требует применения флуорометра (см. раздел П1,М, 1—2), при помощи которого действительное время жизни то измеряется непосредственно в условиях опыта. В разбавленных растворах и в от сутствие специально добавляемого тушителя это дает сумму [c.286]

Основываясь на измерениях поляризации в четырех растворителях различной вязкости, Перрен [11] нашел, что время жизни флуоресценции хлорофилла составляет 3 10-8 сек. [c.162]

Легко экспериментально определить квантовые выходы излучательных процессов (флуоресценции, фосфоресценции). Прн помощи импульсного фотолиза можно измерить времена жизни триплетных состояний. Измерение времен жизни флуоресценции требует большего временного разрешения (например, наносекундной спектроскопии). Скорости процессов безызлучательной дезактивации и переноса энергии обычно непосредственно измерять не удается (ср. раздел 5.2.3). [c.109]

Совершенно отличный от предыдущих метод измерения времени жизни флуоресценции был предложен Лордом и Рисом [120]. Флуоресценцию возбуждают светом, интенсивность которого модулирована высокой частотой (5—12 Мгц). Из-за конечного времени жизни возбужденного состояния поглощающей молекулы флуоресценция возбужденной молекулы несколько запаздывает, и поэтому возникает сдвиг фаз между модулированной флуоресценцией и модулированным возбуждающим светом. Сдвиг фаз ф можно измерить экспериментально и затем из него вычислить среднее время жизни флуоресценции, связанное с ф соотношением [c.642]

Чтобы применить ту же методику к измерению времени жизни флуоресценции, которая обычно лежит в области 10 сек, необходимы значительно более короткие вспышки. Получение таких коротких вспышек требует применения специальных схем, однако в последнее время было описано несколько источников света с длительностью свечения порядка наносекунд [45, 1341 (см. раздел II, 3). [c.82]

Измерения времени затухания люминесценции и квантового выхода дают информацию об относительных вероятностях различных процессов испускания и безызлучательной конверсии. Время жизни флуоресценции обычно лежит в области от 10 до 10 се/с, хотя имеются соединения, такие, как нафталин, у которых время жизни значительно больше и составляет 10 —10 сек. Время жизни фосфоресценции в большинстве случаев лежит в интервале от 10 сек до нескольких секунд. [c.89]

В отсутствие конкурирующих безызлучательных процессов время жизни флуоресценции или фосфоресценции равно времени жизни, полученному из силы осциллятора обратного процесса поглощения. В случае флуоресценции имеется хорошее согласие между этими двумя величинами. Однако триплетное состояние вследствие присущего ему большого времени жизни особенно чувствительно к безызлучательным процессам тушения, и часто измеренный ряд значений времени жизни относится как раз к этим процессам, а не к процессу испускания. Наличие безызлучательных процессов доказывается прежде всего квантовым выходом фосфоресценции. Если этим путем разрушается только триплетное состояние, то состоянию соответствует диаграмма на рис. 8, где буквами Ф обозначены квантовые выходы для различных процессов, а буквами k — соответствующие константы ско- [c.92]

Среднее время жизни т возбужденной молекулы играет существенную роль при рассмотрении механизмов реакций возбужденных молекул. Импульсный метод определения т состоит в следующем. Раствор флуоресцирующего вещества облучают коротким импульсом света ( 2—4 нсек) и интенсивность флуоресценции измеряют как функцию времени. Интенсивность флуоресценции (/f)i в момент I после начала измерений связана с интенсивностью флуоресценции в начальный момент (//)о соотношением [c.62]

Ранее было замечено (стр. 121), что фосфоресценция, обусловленная триплет-синглетными переходами, обычно не наблюдается в жидких растворах, так как триплетное состояние имеет сравнительно большое естественное радиационное время жизни, и дезактивация в результате столкновений происходит чаш е, чем эмиссия. Оказалось возможным, однако, наблюдать фосфоресценцию эозина в глицерине или этаноле и измерить отношение ее интенсивности к интенсивности флуоресценции [44]. Это было сделано при помощи спектрофлуориметра и двух вращающихся секторов, один из которых служил для прерывания пучка возбуждающего света, другой — для прерывания пучка излученного света. Когда оба прерывателя находятся в одинаковой фазе, измеренная интенсивность обусловлена фосфоресценцией плюс флуоресценцией если они в разных фазах — то только фосфоресценцией. Это очень перспективный метод для определения скоростей перехода между триплетным и синглетным состояниями. По сравнению с флеш-методом он имеет то преимущество, что для облучения можно использовать монохроматический свет с различной частотой, кроме того, можно точно измерить квантовые выходы наконец, стационарная концентрация молекул в триплетном состоянии мала, и поэтому можно пренебречь триплет-триплетным тушением. С другой стороны, если естественное время жизни велико или тз шение сильно, эмиссия будет очень слабой [c.165]

Из измерений флуоресценции невозможно определить значения kn и kg в отдельности, и для того, чтобы получить значение kg, нужно использовать как время жизни то, найденное описанными выше методами, так и эффективность образования триплетов ф , измеренную независимым методом. Тогда [c.287]

Тушение флуоресценции при столкновениях приводит к уменьшению выхода флуоресценции, которое следует закону Штерна — Фольмера [уравнение (73)]. Однако точно такая же зависимость получается и в тех случаях, когда тушитель образует с флуоресцентной молекулой нефлуоресцирующий комплекс, но сам по себе не тушит возбужденное состояние не связанной в комплекс молекулы (см. раздел II, Б, 2). Измеряя время жизни испускания, можно сделать выбор между двумя упомянутыми механизмами тушения. В случае тушения при столкновениях время жизни снижается пропорционально интенсивности флуоресценции, а в случае образования комплексов опо не изменяется. Измерения поляризации флуоресценции являются простым косвенным методом определения времени жизни и поэтому позволяют выяснить, какой из двух механизмов тушения имеет место [312]. [c.374]

Измерения при низких температурах проводят следующим образом. Кювету охлаждают жидким азотом до 77 К. При этом образуется замороженный раствор вещества. Для устранения короткоживущей флуоресценции вокруг кюветы вращают цилиндр со щелью, через которую входит возбуждающий луч и выходит излученный свет. Число оборотов цилиндра подбирают так, чтобы флуоресценция успела затухнуть до выхода света фосфоресценции через щель в цилиндре к регистрирующему устройству. Этот способ позволяет также определять время жизни фосфоресценции. Методика измерений описана в работе [10]. [c.97]

Рассмотренные в разделах 5.1.1 и 5.1.2 соотношения позволяют исходя из измеренных квантовых выходов и и времен жизни флуоресценции и фосфоресценции вычислять излучательные времена жизни состояний 5 и Г) и константы скоростей безызлучательных переходов с этих состояний. [c.115]

Время жизни т можно определить по результатам измерения временных характеристик процесса флуоресценции. Если, кроме того, измерен квантовый выход процесса, то время жизни спонтанного испускания Тсп можно найти из уравнения (39). В случае достаточной населенности уровня 1 (при температуре эксперимента) по данным измерения поглощения можно определить сечение перехода о на данной частоте ш. Действительно, результаты измерения поглощения позволяют определить коэффициент поглощения а (со), с помощью которого при известных значениях населенности уровней достаточно легко вычислить сечение перехода о(ю) [уравнение (21)]. Значения населенности уровней для заданной концентрации атомов в свою очередь можно найти по уравнению (10). При недостаточной населенности уровня 1 наблюдение перехода в поглощении затруднительно. В таком случае определять сечение перехода ст удобнее с помощью исследования флуоресценции. Из уравнений (26) и (19) находим [c.23]

Диоксид серы также является одним из загрязнителей атмосферы. Известно, что флуоресценция SO2 обусловлена двумя различными возбужденными электронными состояниями. Флуоресценцию из нижнего электронного состояния можно индуцировать излучением с длиной волны около 360 нм. Однако время жизни свечения из этого состояния достаточно большое ( 1 мс), и оно легко тушится при атмосферном давлении в результате молекулярных соударений. Сила осциллятора перехода на второй электронный уровень (220 нм) гораздо больше, а его радиационное время жизни равно 20 не. Флуоресценцию из этого состояния легко наблюдать даже при атмосферном давлении, что легло в основу недавно разработанного устройства для контроля SO2 [96]. Для возбуждения флуоресценции в этом устройстве использовали Zn-лампу, одиако последние работы показали, что такие же результаты дает лазер на красителях с удвоенной частотой при 218 нм, который, кроме того, позволяет проводить измерения дальности [91]. Широкое использование в научных исследованиях пламени дало толчок к изучению основных принципов процессов горения. Значительный вклад в понимание этих процессов был внесен детектированием малых количеств некоторых компонентов пламени (ОН, Сг, СН) [95, 97, 98] и измерением нх пространственного распределения, а также изучением пространственного распределения температуры пламени на основе анализа населенности энергетических уровней [95]. Другой важной частицей, которую наблюдали уже не в пламени, а в электрическом разряде, была NJ [99]. [c.580]

Первый член уравнения (252) соответствует стационарному решению уравнения диффузии [т. е. оно равноценно уравнению (80)]. Второй, или переходный, член имеет малое значение для жидких растворов при комнатной температуре. Дюбуа и Ван Хе-мерт [200] измерили кд%о для нафталина, бензола и 12 алкилбензолов при тушении диацетилом, а затем вычислили то из обычного уравнения диффузии, и из уравнения (252), т. е. включая переходный член. Уравнение (252) дало несколько меньшие значения, согласующиеся со значениями то, полученными на фазовом флуорометре Ивановой и сотр. [201]. Поэтому, используя диацетил и принимая, что тушение лимитируется диффузией, из констант Штерна — Фольмера можно определить время жизни флуоресценции. Этот метод в аппаратурном отношении проще, чем измерения с помощью фазового и импульсного флуоромет-ров . [c.256]

Таким образом, если измерять If ъ зависимости от времени I и вычерчивать график 1п (/ ) — 1, наклон прямой линии будет давать —1/т. Среднее время жизни флуоресценции т, измеренное экспериментально, немного меньше естественного излучательного времени жизни То, что обусловлено безызлучательными процессами рассеяния энергии, которые конкурируют с флуоресценцией. То связано с т через абсолютный квантовый выход флуорес-пенции ф/ соотношением [c.641]

После того как система, измеряющая время исчезновения флуоресценции, подготовлена к работе, ее нужно проверить с чистым соединением в тех условиях, для которых время жизни флуоресценции хорошо известно. Шефер и Рёллиг [123] собрали данные различных исследователей по измерению времен жизни флуоресценции для нескольких соединений, которые можно применять при калибровке одним из таких соединений является флуоресцеин при концентрации 10 моль1л в 0,1 н. NaOH для него т = = 4,5 0,4-10" сек. [c.642]

Используя способность акридинового оранжевого в комплексе с двунитевой ДНК флуоресцировать в красной, а в комплексе с однонитевой ДНК—в зеленой области спектра, Г. Б. Завильгельский показал, что время жизни флуоресценции в красной области увеличивается, а в зеленой уменьшается с увеличением дозы (возрастание степени локального расплетения нитей) зависимость тех же параметров от дозы облучения была обратной в опытах, проведенных по схеме облучение — нагревание до 100° С — быстрое охлаждение — измерение (уменьшение степени термической денатурации из-за возрастания числа межнитевых сшивок). Как и еле- [c.238]

За последние годы появился ряд публикаций, в которых рассмотрены вопросы, касающиеся возможности использования ПБК в качестве экзогенного флуоресцентного зонда на кислород [369]. Время жизни флуоресценции более 100 не, и это вполне достаточно, чтобы обеспечить точное измерение рОг в любых биологических процессах. Специальные эксперименты [411] показали, что ПБК быстро и легко проникает в клетки самых разных тканей. При столкновении молекул ПБК и Ог происходит тушенвд люминесценции. Таким образом, изменения внутриклеточного рОг из-за присутствия молекул ПБК не происходит. ПБК не оказывает токсического действия на ткани даже при длительном (до 6 недель) ее введении в организм животного [45] в концентрации порядка (5- -20)Х10" М, которой вполне достаточно для регистрации флуоресценции ПЁК. Ее присутствие не оказывает влияния на метаболический статус ткани. ПБК не изменяет редокс-состояние НАДН, цитохромов Ь и с. [c.231]

В отсутствие тушителей выход флуоресценции Fq был определен сравнением с родамином В и оказался равным 0,024, так что [по уравнению (8.19)] kilkf = 41. Среднее время жизни (из интегрального коэффициента экстинкции) дает kf = 1,5 X X 10 сек , следовательно, /Сг = /с2+/сз = 6,1-10 сек . Из измерений флуоресценции нельзя определить порознь величины к и кз, по из опытов с применением флеш-метода по квантовой эффективности обесцвечивания в присутствии ионов железа(П) оказалось, что это величины одного порядка. [c.165]

Дополнительным преимуществом, часто используемым в фосфориметрии, является временная разрешающая способность. Поскольку фосфоресценция имеет относительно долгое время жизни, можно различать частицы, используя зависимость люминесценция — время. Это дает дополнительную информацию для качественной идентификации и количественного определения данных частиц, уменьшая мешающие влияния флуоресценции и фосфоресценции других компонентов пробы, а также флуоресценции самого определяемого вещества. К тому же благодаря использованию временной разрешающей способности устраняют рассеяние от пробы. Для получения разрешения по времени в фосфориметрии применяют два обычных механических приспособления. В первом вокруг кюветы с пробой можно вращать с различной скоростью сплошной цилиндрический стакан с вырезами в боковой стенке. Таким образом пробу облучают возбуждающим светом через вырез фосфоресцирующее излучение может достигать детектора только после того, как стакан поворачивается на угол 90°. Изменяя скорость вращения стакана, можно менять время запаздывания между поглощением пробой и измерением ее фосфоресценции. Второе обычное приспособление состоит из двух вращающихся дисков с тонкими вырезами (щелями), расположенных на противоположных сторонах кюветы с пробой. Так как щели не совпадают друг с другом, то, подбирая соответствующую скорость вращения дисков, можно изменять время запаздывания между возбуждением пробы и измерением ее люминесценции. [c.659]

В жидких растворах скорость излучательного /"[ о-пере-хода гораздо меньше скоростей интеркомбинационной конверсии и (или) тушения триплетного состояния примесями. Поэтому эффективность фосфоресценции в жидких растворах мала, и до последнего времени ее наблюдали чрезвычайно редко. Первые количественные измерения провела в 1930 г. Будэн [31]. При помощи визуального фосфороскопа она наблюдала при комнатной температуре долгоживущую фотолюминесценцию эозина в глицерине, время жизни которой составляло 1,1 мс, а интенсивность была в 400 раз ниже интенсивности быстрой флуоресценции. Несколько лет спустя Каутский [32] сообщил о долгоживущем испускании ряда красителей в растворах, освобожденных от кислорода. В последующие годы этому вопросу уделяли мало внимания. Положение изменилось после того, как была развита методика импульсного фотолиза. Применив ее, Бекстрём и Сандрос [33] исследовали тушение триплетного состояния диацетила — вещества, уже давно известного своей способностью фосфоресцировать. [c.50]

При измерениях быстрой флуоресценции и фосфоресценции в жидких растворах не требуется точно знать скорость поглощения Бозб.уждающего света, если только определение выходов флуоресценции не производится абсолютными методами и не изучаются фотохимические изменения. Однако интенсивность некоторых типов замедленной флуоресценции пропорциональна квадрату скорости поглощения света (т. е. квантовый выход пропорционален первой степени скорости поглощения света). Кажущиеся выходы быстрой флуоресценции и фосфоресценции также могут зависеть от интенсивности в твердых средах при низкой температуре, где времена жизни триплетов велики и большая доля растворенного вещества может находиться во время облучения в триплетном состоянии. Для проведения количественных исследований в таких системах необходимо точно измерить скорость поглощения света растворенным веществом. Для этой цели возбуждающий свет фокусируется на отверстие подходящей формы и размеров так, чтобы отверстие равномерно освещалось светом. Четкое изображение отверстия фокусируется затем на ту часть образца, где наблюдается люминесценция. Затем с помощью ферриоксалатного актинометра измеряется общий поток возбуждающего света, проходящий через отверстие. Измеряют площадь изображения отверстия и вычисляют интенсивность освещения образца (эйнштейн/см ). Зная эту величину и измерив оптическую плотность на 1 см при нужной длине волны, определяют скорость поглощения света. Необходимо учитывать эффект внутреннего фильтра, используя фактор (см. раз- [c.267]

Следует также упомянуть, что времена жизни во всем указанном выше интервале можно измерить с помощью импульсного возбуждения способом, описанным для измерения времени жизни быстрой флуоресценции (раздел III, М). Этот метод имеет то преимущество, что можно измерять времена жизни много меньше 0,1 мс (с удачно подобранной импульсной лампой) и интенсивность в большом промежутке времени после вспышки. Впервые этот метод был использован в работе Бекстрёма и Сан- [c.268]

В моменты измерения замедленной флуоресценции возбуждающий свет перекрыт, концентрации возбужденных синглетных состояний S и 2 определяются процессами (406) и, если частота прерываний 800 Гц, они лищь незначительно уменьшаются за время темнового промежутка, поскольку время жизни замедленной флуоресценции составляет около 3—5 мс. Поэтому для концентрации S е стационарном состоянии можно [c.347]

Краузе и сотр. [123—125] опубликовали результаты измерений спин-орбитальной релаксации атомов щелочных металлов на первом возбужденном уровне Р. Селективное возбуждение состояний 2р (например, в случае цезия Л = 554 см ) достигалось облучением паров металлов монохроматическим светом. Давление паров поддерживалось равным примерно 10 мм рт. ст. для предотвращения самопоглощения. Интенсивность различных компонент флуоресценции измерялась фотоэлектрически, разделение линий -Р- 5 осуществлялось интерференционными фильтрами. Введение добавок различных газов изменяет интенсивность флуоресценции, а поскольку излучательное время жизни известно, по отношению интенсивностей двух линий можно найти поперечное сечение процесса [c.289]

Если затухание не чисто экспоненциальное (например, в случае каскадных переходов или флуоресценции с нескольких уровней, которые имеют различные времена жизни, не слнилком отличающиеся друг от друга), для выделения различных вкладов в сигнал полной флуоресценции измерения необходимо проводить на различных частотах модуляции. Если модуляция интенсивности возбуждающего излучения не строго синусоидальная, то следует выполнить фурье-анализ сигнала флуоресценции или с помощью вычислительных машин, или посредством электронной фильтрации первой гармоники в измерительной системе. Недостатком метода фазового сдвига, особенно в связи с высокой интенс1шностью излучения лазеров, используемых в качестве источников возбуждения, является возмущение молекул лазерным полем, что может влиять на фазовый сдвиг вынужденного испускания и давать ложное время жизни спонтанного испускания [190]. [c.294]

По-видимому, в любом случае выход флуоресценции в растворах солей уранила должен быть высоким. Никаких экспериментальных определений этого выхода не проводили, но грубая оценка значения для твердого калийуранилсульфата действительно показала, что он составляет порядка 1. В данном случае это означает, что естественное время жизни молекулы в возбужденном состоянии в кристаллической соли уранила также не может быть намного больше 5-10" сек, что на два порядка меньше, чем время жизни, рассчитанное Дике по данным измерений интенсивности синглетных линий поглощения при низких температурах. На это противоречие указывалось в гл. 1. [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология