Флуоресценция тушение концентрационное

Стокс указал на два способа наблюдения флуоресценции 1) со скрещенными светофильтрами, т. е. возбуждение через один светофильтр и наблюдение через другой, имеющий дополнительный по отношению к первому цвет 2) возбуждение монохроматическим излучением, полученным при пропускании солнечного света через призму. Работа по второму способу привела Стокса к открытию закона, носящего его имя он установил, что воздействие ультрафиолетовыми лучами вызывает синюю флуоресценцию хинина (т. е. происходит изменение преломляемости света — увеличение длины его волны). С тех пор ультрафиолетовое возбуждение (облучение черным или темным светом) стало лучшим средством для визуального наблюдения флуоресценции. Исследования Стокса были очень многосторонними он изучил различные источники возбуждения (особенно эффективным оказался искровой разряд), расширил перечень флуоресцирующих веществ, исследовал спектры йх излучения, зависимость яркости свечения от концентрации вещества и обратил внимание на явление тушения флуоресценции, как концентрационного, так и посторонними веществами. Благодаря Стоксу, флуоресценция стала обширным полем, деятельности для многих исследователей. [c.19]

Концентрационное тушение обусловливает верхний предел диапазона определяемых концентраций приблизительно Ю " М. Высокая интенсивность флуоресценции объясняет низкий предел обнаружения метода, составляющий 10 %. [c.97]

Характер и интенсивность флуоресценции соединений урана зависят от состава соединения, свойств растворителя, внешних факторов. Для соединений уранила характерно медленное нарастание концентрационного тушения. [c.97]

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

В этом частном случае зависимость интенсивности флуоресценции от содержания флуоресцирующего вещества в растворе является практически линейной, однако в области более высоких концентраций обычно наблюдается явление концентрационного тушения флуоресценции. Благодаря этому константа к в соотношении [c.377]

В заключение отметим, что флуоресценция веществ в жидком агрегат-ном состоянии искажается высокой концентрацией флуоресцирующих молекул как в результате концентрационного тушения, так и вследствие реабсорбции излучения молекулами вещества. Поэтому наблюдения люминесценции концентрированных растворов или чистых жидкостей являются нецелесообразными. [c.48]

Обзор факторов, влияющих на люминесценцию растворов, будет неполным, если мы не примем во внимание, что свечение раствора может находиться в зависимости и от степени дисперсности флуоресцирующего вещества в нем. Так, Левшин [13] показал, что с увеличением концентрации родамина 6 Ж в пределах от 3-10 до 1-10 г/мл выход флуоресценции падает с 1,00 до 0,17 одновременно резко деформируется спектр абсорбции. Левшин установил, что в этом случае повышение температуры снижает концентрационное тушение и одновременно уменьшается деформация спектров абсорбции они становятся все более похожими на спектры абсорбции разбавленных растворов. Левшин показал, что найденные им экспериментальные данные хорошо могут быть объяснены появлением в концентрированных растворах ассоциированных молекул на основании измеренных нм коэффициентов абсорбции и флуоресцентных выходов он смог даже вычислить степень ассоциации в изучавшихся им растворах. [c.49]

При столь низкой концентрации вряд ли могло наблюдаться концентрационное тушение и вряд ли могла оказаться концентрация 3-10" г/мл оптимальной концентрацией нефти в растворе для наблюдения ее флуоресценции, как это нашла Фиолетова. [c.282]

Для флуоресцеина, родамина и их производных характерно концентрационное тушение. Изучению его причин посвящено большое число работ. В частности, считается, что с ростом концентрации увеличивается вероятность появления димеров. Безызлучательная дезактивация энергии возбуждения может происходить за счет образования в возбужденном состоянии эксимеров или за счет димеров, уже существующих в растворах до возбуждения [70]. Спектр флуоресценции с ростом концентрации смещается в длинноволновую область. [c.135]

НИИ ртутной лампы, выделенной двойным кварцевым монохроматором. Спектры анализировали с помощью второго двойного монохроматора, поэтому наложением возбуждающего света, рассеянного анализирующим монохроматором, можно было пренебречь. Однако один источник помех показан кривой 6, он является сигналом от кюветы с чистым этанолом. Это испускание дает линза из плавленого кварца, используемая для фокусировки флуоресценции на входную щель анализирующего монохроматора. От этой флуоресценции избавлялись заменой линзы из плавленого кварца на линзу из синтетической двуокиси кремния или устраняли облучение линзы с помощью кюветы из синтетической двуокиси кремния с бензолом, помещенной между образцом и фокусирующей линзой анализирующего монохроматора. Остальные кривые иллюстрируют три эффекта самопоглощение флуоресценции, влияние сильного поглощения возбуждающего света и концентрационное тушение. В разбавленных растворах антрацена (кривые 1 и 2) самопоглощение флуоресценции ничтожно, и были получены практически неискаженные спектры. При увеличении концентрации первая (коротковолновая) полоса флуоресценции сильно поглощалась из-за перекрывания с полосой поглощения и практически полностью отсутствовала в более концентрированном растворе (кривая 5). Напротив, поглощение при 400 нм было пренебрежимо мало во всех растворах, и интенсивность основной колебательной полосы при этой длине волны, таким образом, являлась мерой скорости испускания флуоресценции растворов. Поглощение было полным при концентрации 3,4 10 Л4, и интенсивности флуоресценции при 400 нм в этом растворе и в растворе концентрации 3,4-10" М были одинаковыми (кривые 3 ц 4). Интенсивность флуоресценции уменьшалась в растворе концентрации 3,4-10 М из-за концентрационного тушения (см. раздел. II, Б, 2). [c.220]

Позднее Ливингстон [80] подтвердил экспериментально, что если принять меры против реабсорбции, то концентрационное тушение флуоресценции хлорофилла не обнаруживается вплоть до концентрации 1,5-10-8 моль/ л. Вейсс [78] согласился с этим, но отметил, что концентрационное тушение флуоресценции хлорофилла должно иметь место при значительно более высоких концентрациях. Ливингстон [80], используя кювету толщиной в 1 мм, продолжил измерения вплоть до концентрации хлорофилла 0,10 моль/л в бутиловом эфире и действительно нашел сильное концентрационное тушение выше 2. 10- моль/л (фиг. 114) при 7 10-2 моль л выход флуоресценции составлял только 7% выхода флуоресценции разбавленного раствора. На фиг. 114,5 видна S-образная форма кривой. [c.184]

Фиг. 114. А. Концентрационное тушение флуоресценции хлорофилла в бутиловом эфире [86]. Б. Часть графика А в увеличенном виде.

Ф л у о р и м е т р и ч е с к о е определение. Флуоресценцию гидратированных ионов таллия (стр. 32) можно использовать для определения малых количеств таллия в растворе. При постоянной концентрации хлорида в растворе интенсивность свечения пропорциональна содержанию таллия [56]. При больщих концентрациях таллия наблюдается концентрационное тушение флуоресценции и определение становится невозможным [171]. Влияние посторонних ионов на интенсивность флуоресценции еще не изучено. [c.123]

Пропорциональность между яркостью свечения раствора и количеством находящегося в нем флуоресцирующего вещества (в отсутствие посторонних примесей) соблюдается лишь в ограниченных пределах его низких содержаний (до так называемой пороговой концентрации ). При повышении содержания выше некоторого предела нарастание яркости свечения сначала постепенно замедляется, затем — в некоторой области концентраций— совсем прекращается при дальнейшем же повышении содержания вещества в растворе яркость его флуоресценции (в отличие от оптической плотности при измерении пропускания раствора) начинает убывать. В общем случае это явление слагается из нескольких эффектов экранирования, реабсорбции и собственно концентрационного тушения [21, 27]. [c.45]

Тушение флуоресценции. Так называется явление уменьшения интенсивности флуоресценции (или фосфоресценции) вследствие специфического влияния состава раствора. Тушение, происходящее в результате сильного поглощения раствором падающего или испускаемого излучения, называется концентрационным тушением или эффектом внутреннего фильтра. Если же этот эффект вызван самим флуоресцирующим веществом, он называется самотушением примером служит отклонение от прямолинейной зависимости при повышении концентрации фенола (рис. 6-4). [c.155]

Величины /г и йр. При измерении малых концентраций флуоресцирующего соединения, когда поглощение возбуждающего света анализируемым раствором незначительно, а эффект концентрационного тушения еще неощутим, коэффициент /р при возбуждении монохроматическим светом пропорционален произведению 22 , где В — энергетический выход флуоресценции однако значения фактора пропорциональности, зависящие от спектральных характеристик источника возбуждения, приемника излучения, первичных и вторичных [c.88]

Химику-аналитику всегда необходимо помнить о наличии концентрационного тушения и четко представлять, что одной и той же интенсивности флуоресценции могут соответствовать две концентрации одного и того же вещества. Для надежного суждения о концентрации люминесцирующего вещества в растворе необходимо убедиться, по какую сторону от максимума кривой зависимости интенсивность флуоресценции—концентрация лежит измеренная интенсивность флуоресценции. Это можно сделать путем повторного ее измерения после разбавления анализируемого раствора. [c.21]

Определение примесей люминесцентным методом часто приходится выполнять в более или менее концентрированных растворах электролитов, в буферных растворах или растворах анализируемых солей. При этом следует иметь ввиду, что электролиты также могут влиять на флуоресценцию и привести к ее гашению. При значительном увеличении концентрации электролита растворимость люминесцирующего вещества уменьшается (высаливающее действие электролитов), что приводит к развитию явлений, сходных с концентрационным гашением наблюдается пороговая концентрация электролита, по достижении которой наступает гашение, причем оно наступает тем раньше, чем больше концентрация флуоресцирующего вещества. Следовательно, электролиты способствуют образованию нефлуоресцирующих ассоциатов, в частности димеров, что приводит к изменению спектров поглощения и уменьшению выхода флуоресценции. При гашении флуоресценции электролитами нагревание раствора приводит к увеличению интенсивности флуоресценции, как и в случае концентрационного тушения. Для устранения этого явления целесообразно работать с возможно меньшими концентрациями люминесцентных реагентов. [c.34]

Однако часть энергии, поглощенной молекулами вещества, при некоторых условиях может до излучения распределиться по другим степеням свободы молекул, при этом происходит тушение флуоресценции. Оно связано как со свойствами самого люминесцентного вещества, так и со свойствами растворителя и особенно сильно развивается при больших концентрациях люминесцентного вещества в растворе концентрационное тушение). [c.16]

Влиянию концентрации на интенсивность свечения и на спектры флуоресценции растворенного вещества уделялось много внимания со стороны физиков вопрос этот детально изучен, и в нем достигнута полная ясность. Тем не менее в работах по люминесцентному анализу недоучет влияния концентрации флуоресцирующего вещества обусловливает нередко существенные недоразумения. Можно смело сказать, что во многих случаях именно здесь надо искать причину расхождений указаний отдельных авторов относительно цвета флуоресценции растворов одного и того же вещества. Влияние концентрации мо/кет сказываться в двух нанравлв ниях в концентрационном тушении и во вторичной абсорбции. Оба явле ния уже рассмотрены в главе И. [c.48]

Очень часто интенсивность флуоресценции резко убывает с ростом концентрации люминофора. Этот эффект можно наблюдать у растворов родамина, флуоресцеина, ряда многоядерных ароматических углеводородов. В основе концентрационного тушения лежит образование нефлуоресцентных димеров, выступающих в роли тушителей (дезактиваторов энергии возбуждения мономерных молекул). Концентрационное тушение может быть также результатом образования нефлуоресцентны эксимеров, возникающих при столкновении возбужденной и невозбужденной мономерных молекул. Эк-симеры устойчивы только в возбужденном состоянии. [c.14]

Менее закономерно изменяется квантовый выход флуоресценции. При переходе от бензола к нафталину и далее к антрацену в циклогексановом растворе он возрастает от 0,007 до 0,36, а у тетрацена снижается до 0,21, У полифенилов также наблюдается сначала возрастание квантового выхода от 0,18 (дифенил) до 0,93 (и-терфенилУ, а затем некоторое снижение до 0,89 (у л-кватерфенила) [5]. Примечательно, что квантовые выходы флуоресценции у нолифенилов выше, чем у соответствующих аценов, хотя молекулы последних обладают большей жесткостью. Весьма возможно, что это связано с эффектами концентрационного тушения. В одних случаях с ростом концентрации образуются флуоресцентные димеры, в других — нефлуоресцентные [6]. [c.26]

Рассмотренные закономерности влияния заместителей на квантовые выходы флуоресценции справедливы только для разбавленных растворов, так как для замещенных антрацена, как и для большинства ароматических углеводородов, свойственно явление концентрационного тушения [6]. Однако ди-л еао-арилпроизводные, а также ди-меао-замещенные антрацена с другими объемистыми группами практически не меняют квантового выхода с ростом концентрации. Таков, например, 9,10-дифенилантрацен (VII), квантовый выход которого и в растворе, и в кристаллическом состоянии близок к единице [26]. [c.31]

Здесь мы совершенно не затрагиваем другие недостатки атомно-флуоресцентного метода нелинейную концентрационную зависимость г ф=/(С) и дополнительное по сравнению с атомной абсорбцией влияние среды на тушение флуоресценции, а следовател ,-но, н на результаты анализов, [c.247]

Вероятность передачи этого рода решающим образом зависит от резонанса между молекулами, обменивающимися энергией, т. е. от взаимного перекрытия полосы флуоресценции донора и полосы поглощения акцептора. Это явление впервые обсуждалось Кальманом и Лондоном в применении к сенсибилизированной флуоресценции в газах. Позднее аналогичные соображения в применении к растворам были развиты Ж. Перреном [8, 10], который использовал классическую электродинамику. Ф. Перрен (И, 16] впервые попытался дать явлению квантово-механическую трактовку. Он использовал этот механизм переноса энергии для объяснения так называемой концентрационной деполяризации флуоресценции в растворе (уменьшение степени поляризации при увеличении концентрации). Впоследствии некоторые другие явления флуоресценции и фотохимии были приписаны обменным процессам этого типа и более совершенное теоретическое толкование было развито в работах Вавилова и его сотрудников [65—67], а также Фёрстером [71, 73, 76] и Арнольдом и Оппенгеймером [91]. Ввиду того, что представления о резонансном переносе энергии могут сыграть важную роль в выяснении фотохимического механизма фотосинтеза (особенно при объяснении возможной роли фикобилинов и каротиноидов в этом процессе), перечисленные работы будут более подробно рассмотрены в гл. XXX и XXXII. Здесь мы упомянем лишь о возможности тушения или возбуждения флуоресценции хлорофилла путем резонансного переноса энергии возбуждения, не требующего контакта молекул. В качестве примеров можно напомнить тушение флуоресценции красителей другими красителями (стр. 188), флуоресценцию [c.167]

Концентрационное тушение (самотушение). Опыт показывает, что тушение молекулами, идентичными с возбужденными, часто особенно сильно. Это проявляется в быстром уменьшении выхода флуоресценции при возрастании концентрации флуоресцирующего пигмента. Такое сильное концентрационное тушение, вероятно, связано с очень близким резонансом между флуоресцирующей молекулой и тушителем. Однако резонансный перенос электронной энергии сам по себе не объясняет концентрационного тушения, так как с точки зрения выхода флуоресценции безразлично, задерживается ли энергия возбуждения у первоначально возбужденной молекулы или передается другой молекуле того же рода. Несмотря на это, самотушение может обусловливаться резонансом, если принять во внимание некоторые дополнительные явлеш1я. Эффективное рассеяние энергии может вызываться или кинетическими встречами возбужденных и нормальных молекул пигмента (кинетическое тушение) или их тесной средней близостью (статическое тушение). В первом случае мы можем постулировать преходящее образование димерных молекул во время столкновения. Резонанс типа D D DD порождает силу притяжения, ведущую к более тесному контакту двух электронных систем, по сравнению с тем, что получается при соударении двух нерезонирующих молекул. Это может вести к относительно ускоренному переходу электронной энергии в колебательную молекулы, которые встречаются как D -f- D, мог)гг поэтому покидать друг друга как D- D. [c.168]

Концентрационное тушение. По достижении порг говой концентрации ее дальнейшее увеличение соироволедается постепенным уменьшением выхода флуоресценции, приводящим к ослаблению свечения. Основная причина этого явления — уменьшение среднего расстояния между молекулами, благодаря которому повышается число межмолекулярных взаимодействий. При этом возрастает передача энергии от возбужденных молекул вещества к невозбужденным часть этих переходов не сопровождается излучением и ведет к снижению выхода и тушению флуоресценции раствора. В некоторых (в особенности водных) растворах к этому явлению добавляется возможность изменения степени диссоциации определяемого вещества и образования слабо или совсем не флуоресцирующих ассоциированных молекул (димеров). Вследствие этого уменьшается число флуоресцирующих мономеров, а их взаимодействия с ассоциированными димерами также увеличивают безизлучательный обмен энергии возбуждения. Разбавление растворов до концентрации ниже пороговой восстанавливает первоначальную флуоресценцию. Возрастание концентрации может сопровождаться и образованием золей и осадков, при экстракционных процессах— пленок на поверхности раздела фаз, изменяющих яркость флуоресценции раствора такие изменения обычно необратимы. [c.46]

Другая область применения спектрофлуориметрии — получение УФ-спектров поглощения очень небольщих по размеру проб или очень разбавленных растворов. При этом используется идентичность скорректированных спектров возбуждения флуоресценции и спектра поглощения. Спектр возбуждения имеет менее тонкую структуру, но зато сам метод флуоресценции более селективен, чем методы абсорбционной спектроскопии, потому что многие примеси не флуоресцируют. Если нельзя получить скорректированный спектр флуоресценции, метод нужно использовать с осторожностью, поскольку возможны сильные искажения, связанные с тушением флуоресценции. В этом случае следует снять еще несколько спектров при разных концентрациях если они идентичны, концентрационное тушение, по всей вероятности, можно исключить. В благоприятных условиях можно получить спектры поглощения растворов, содержащих нанограммовые или микрограммовые количества флуоресцирующих соединений. [c.160]

Величина пороговой концентрации Сц и константа к в уравнении (9) являются специфичными как для различных люминесци-рующих веществ, так и для одного вещества в различных растворителях. Часто концентрационное гашение сопровождается изменением спектра флуоресценции. В этом случае его можно отнести к гашению первого рода и объяснить при помощи теории молекулярной ассоциации, выдвинутой Вальтером и развитой В. Л. Лев-шиным и Л. В. Левшиным . Наблюдаются также случаи, когда при концентрационном тушении спектр флуоресценции не меняется . При этом, очевидно, имеет место иной механизм гашения, объясняемый теорией резонансной миграции энергии, выдвинутой Ф. Перрином и развитой на более общей основе С. И. Вавиловым . [c.21]

Величина пороговой концентращш Со и константа к в уравне-НИИ (8) являются специфичными как для различных люми-иесцирующих веществ, так и для одного вещества в различных растворителях [1]. Часто концентрационное тушение сопровождается изменением спектра флуоресценции, однако имеют место случаи, когда спектр флуоресценции не меняет- [c.12]

В определенно.м интервале до 10 мгЫл итенсивность флуоресцентного излучения увеличивается с концентрацией. При большом содержании вещества в растворе эта зависимость нарушается и может наступить концентрационное тушение или гашение флуоресценции. [c.117]

В другой работе [180] авторы приводят данные о сенсибилизации люминесценции европия тербием в системе Yз-л Tbл Al50l.з. Кроме того, в этой работе изучается концентрационное тушение флуоресценции тербия при 300 и 77 °К. Показано, что вероятность тушения экспоненциально зависит от концентрации тербия. [c.102]

В более поздней работе Ван Витерта [193] по исследо ванию концентрационного тушения флуоресценции самария, европия, тербия, эрбия и неодима в твердых матрицах установлено, что тушение ионов самария, тербия и эрбия происходит в результате диполь-дипольного взаимодействия. На тушение флуоресценции европия, по мнению авторов, влияет кристаллическая структура матрицы. [c.104]

Для упрощения сравнения квантов возбуждающего и испускаемого света можно использовать метод счетчика квантов Боуэна и Сотела [109]. В этом методе как рассеянный свет, используемый для сравнения, так и флуоресцентное испускание фиксируются удачно подобранным флуоресцентным экраном (таким, как родамин В) [109в], который переводит весь падающий свет любой длины волны (без ограничений) с одинаковой эффективностью в определенную область более длинных волн, улавливаемых затем детектором. Этот метод был райвит Вебером и Тилом [110], которые заменили белую матовую поверхность раствором белка требуемой рассеивающей способности. В этом случае можно использовать разбавленные растворы, в которых исключены ошибки за счет концентрационного тушения и эффектов повторного поглощения в результате перекрытия полос флуоресценции и поглощения. Однако вышеупомянутый метод зависит от того. [c.636]

Во всех типах флуоресцентных измерений относительные квантовые выходы флуоресценции можно определить с большей точностью, чем абсолютные. Абсолютные квантовые выходы флуоресценции многих соединений ыли определены с достаточной точностью в нескольких лабораториях, и они могут быть использованы как актинометры нри вычислении квантовых выходов других соединений. Например, в отсутствие концентрационного тушения и тушения кислородом в растворах, достаточно разбавленных во избежание перекрывания полос флуоресценции и поглощения, рубрен в гексане или 1-нафтиламин-4-сульфонат натрия в глицерине или этилен-гликоле имеют квантовый выход флуоресценции, близкий к единице, и могут служить хорошими стандартами. [c.637]

Рис. 78. Логарифмические кривые концентрационного тушения флуоресценции N114-флуоресцеина в различных растворителях.