Спектр затухания флуоресценции

Интенсивность замедленного испускания пропорциональна квадрату интенсивности падающего света, а время жизни замедленной флуоресценции равно половине времени затухания фосфоресценции. Замедленная флуоресценция наблюдается для нафталина, антрацена, фенантрена. Кинетика затухания флуоресценции этих углеводородов состоит из двух компонент с одинаковыми спектрами испускания. Одна компонента имеет время жизни обычной флуоресценции, а время жизни второй компоненты равно примерно половине [c.129]

Для определения формы импульса света E t) возбуждающей лампы [точнее аппаратной функции A t)] 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 зависимость 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]

Примеры кинетик такого рода для различного рода систем приведены на рис. 4.6. Кривые затухания флуоресценции (М —(1)) и нарастания и затухания флуоресценции (Ы —(2)), описываемые соответственно уравнениями (4.54) и (4.55), измерены в полосах испускания М и (М. В приведенных случаях спектры [c.197]

Спектр сенсибилизированной флуоресценции акцептора был идентичен спектру флуоресценции, полученному при прямом возбуждении. Поскольку затухание сенсибилизированной флуоресценции происходило с гораздо меньшей скоростью, чем затухание нормальной флуоресценции, последнюю можно было легко устранить применением фосфороскопа (прибора, который регистрирует только долгоживущее испускание). Если спектр фосфоресценции донора не перекрывался со спектром синглет-синглетного поглощения акцептора, триплет-синглетного переноса возбуждения не происходило. Кроме того, большие экспериментальные значения кри- [c.126]

Препарат уранилсульфата, на котором проводили измерения затухания, имел спектр флуоресценции дублетного типа . В соответствии с изложенным в гл. 1 такой препарат должен состоять из кристаллов тригидрата обоих типов. Относительная интенсивность двух компонент дублета также не меняется в процессе затухания флуоресценции. Это указывает на то, что вероятности переходов в двух типах кристаллов различаются незначительно. [c.196]

Повышение концентрации некоторых разбавленных флуоресцирующих растворов может приводить к изменению спектра поглощения или спектра флуоресценции. Так, с увеличением концентрации растворов определенных красителей спектр поглощения начинает сильно зависеть от концентрации, тогда как в той же области ни вид спектра, ни время затухания флуоресценции не меняется, хотя суммарный выход флуоресценции может уменьшаться. Это явление можно объяснить существованием равновесия [c.251]

Поскольку в принципе можно найти из спектров поглошения, измерение времени затухания флуоресценции (гр) равносильно измерению квантового выхода (Фр). [c.88]

Флуоресценция более чувствительна к окружению, чем поглощение, поскольку процессы испускания охватывают сравнительно протяженный период времени. Можно регистрировать стационарные спектры излучения либо исследовать истинную кинетику затухания излучения. При достаточно близком расположении двух хромофоров происходит перенос энергии. Возбуждая один хромофор, можно наблюдать флуоресценцию другого. Вероятность переноса обратно пропорциональна шестой степени расстояния между хромофорами. Таким образом, измеряя эффективность переноса энергии, можно найти расстояние между двумя характерными точками макромолекулы. При пропускании через жесткие или замороженные образцы поляризованного света наблюдается преимущественное поглощение хромофорами, обладающими моментами переходов, ориентированными параллельно направлению поляризации. В отсутствие молекулярного движения флуоресценция будет иметь предельную поляризацию. Характерное время вращения молекул типичных белков и нуклеиновых кислот в растворе составляет от 10 до 100 не, в то время как время затухания флуоресценции лежит в интервале от I до 30 не. Таким образом, наблюдаемая для растворов степень поляризации определяется соотношением между временами затухания флуоресценции и молекулярного вращения. При помощи поляризационных [c.123]

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]

Сходное явление наблюдалось и в паровой фазе. Было найдено, что пары фенантрена дают спектр флуоресценции с сильной и слабой компонентами, причем константа затухания последней 10 сек . Обнаружено, что слабая компонента обусловлена присутствием следов антрацена в количестве, меньшем чем 40 частей на миллион [124]. [c.170]

Схема импульсной установки приведена на рис. 4.3. Под действием интенсивной вспышки импульсной лампы с знергией вспышки 100—30 000 Дж создается высокая концентрация возбужденных молекул и измеряются их спектры поглощения. Для измерения используют зондирующий свет, монохроматор и осциллограф в качестве регистрирующего прибора. Уменьшение поглощения при фиксированной длине волны в зависимости от времени записывают в виде кинетических кривых (кривые затухания или гибели , рис. 4.4 [13, 14]). По существу такая же аппаратура, только без источника зондирующего света, может использоваться для измерения затухания во времени фосфоресценции и флуоресценции. [c.99]

Роль ассоциации молекул при концентрационном гашении является несомненной. Весьма вероятно, что молекулы при ассоциации хотя и поглощают свет, но становятся неспособными его-излучать. Теория миграции энергии объясняет изменения поляризации люминесценции и времени затухания при концентрационном гашении, однако она не учитывает физико-химических изменений, происходящих с молекулами, специфичности действия растворителя, изменений спектров флуоресценции и некоторых других явлений. [c.21]

Альтернативный метод экономного расширения идентификационной способности лазерного флуородатчика — это лучше использовать временные характеристики. Он ведет свое начало от недавно открытой новой характерной спектральной формы — спектра затухания флуоресценции (СЗФ), сделанного Межесом, Хоустоном и Стивенсоном [14, 15]. В прошлом временные характеристики флуоресценции обычно определяли по всей полосе излучения, и поэтому для чистых веществ они могли быть обусловлены временами жизни совокупности возбужденных уровней данной молекулы. В случае сложной смеси молекул, часто представляющем интерес в дистанционном зондировании, наблюдалось изменение величины времени за- [c.430]

Исследование кинетики замедленной флуоресценции. Для сравнения замедленной флуоресценции активационного и анниги-ляционного типа проводят измерения спектров и кинетики замедленной флуоресценции эозина и антрацена в глицерине или полиэтиленгликоле. Концентрация растворов эозина 10 , антрацена 10— моль/л. Для измерения спектров замедленной флуоресценции используют спектрофлуориметр с вращающимся цилиндром с прорезями. Определяют зависимость интенсивности замедленной флуоресценции от интенсивности возбуждающего света, используя градуированные ослабительные сетки. Данные по кинетике затухания замедленной флуоресценции представляют в координатах gl-t. [c.115]

При переходе с основного колебательного подуровня возбужденного синглетного состояния на какой-либо колебательный подуровень основного электронного (тоже синглетного) состояния происходит излучение кванта света. Этот процесс называют флуоресценцией. На рис. 5. 1 ему соответствуют переходы Уо = 0- 1/ = 0 К6 = 0- У=1 У о = О V = 2 и т. д. Время затухания флуоресценции составляет 10 ... 10" с. Дезактивация возбужденной молекулы может происходить также за счет безызлучательных переходов внутренней конверсии. В триплетном так же, как и в возбужденном синглетном состоянии, происходит колебательная релаксация и электрон переходит на нижний колебательный уровень триплетного состояния (волнистая стрелка V" = 2 V" = 0 V" = - V" = 0). Запрещенный по спину излучательный три-плет-синглетный переход (1/" = 0 К = 0 У" = ОV = 1 и т. д.) называют фосфоресценцией. Время жизни триплетного состояния велико (10 ...102 Переход из триплетного состояния в основное синглетное происходит также при столкновении возбужденной частицы с окружающими молекулами за счет безызлучательных процессов внутренней конверсии, вероятность которых при комнатной температуре очень велика. По этой причине, чтобы наблюдать фосфоресценцию и использовать ее в аналитических целях, пробу обычно замораживают, часто при температуре жидкого азота (77 К), что сводит до минимума вероятность безызлуча-тельного перехода. Спектр фосфоресценции сдвинут в длинноволновую сторону на величину, пропорциональную энергии колебательной релаксации триплетного состояния. [c.106]

В случае сложных спектров, когда происходит возбуждение сразу на несколько электронных состояний, различные времена жизни этих состояний могут использоваться для выделения их вкладов в полную флуоресценцию. Такая спектроскопия с разделением по времени была проведена Прюеттом и Заре [200] при анализе вращательной структуры, обусловленной состоянием А Ч1. молекулы ВаО. Состояния А П и А Е+ одновременно возбуждались импульсным перестраиваемым лазером на красителях с шириной полосы излучения 0,2 А. Слабая флуоресценция перехода А — X с большим временем жизни (9 1 мкс) отделялась от сильной флуоресценции перехода А — X с малым времене.м жизни (менее 1 мкс) посредство.м введения временной задержки, т. е. наблюдение флуоресценции А — X проводилось только после затухания флуоресценции А—X. Таким методом удалось безошибочно идентифицировать спектр и опре-де 1ить колебательные и вращательные постоянные состояния А >П. [c.296]

Многие другие аспекты проведения измерений импульсов и спектров выходят за пределы настоящего обсуждения. Мы только обратим внимание на два очень важных приложения. Первым из них является дифференциальная, или модуляционная, спектроскопия, где колебание накладывается на сканирование независимого параметра [61, 62, 63]. Затем путем синхронизации или двухканального стробирующего интегрирования получают непосредственные измерения производных спектра относительно параметра, увеличивая, таким образом, небольшие характерные черты формы спектра. Второе приложение — это спектроскопия с временным разрешением, где измеряют форму двумерного сигнала, а в качестве двух независимых параметров выступают длина волны и время. Этот вид измерений пмеет большие преимущества для изучения затуханий флуоресценции, где спектры испускания с различных уровней разделяются по их временам затухания [64, 65]. Этп измерения применяются и н исследованиях других типов, а прогресс в цифровой аппаратуре может сделать доступными такие измерения во многих лабораториях. [c.540]

Всякое флуоресцирующее органическое соединение является потенциальным сцинтиллятором или компонентой сцинтилляционной системы. Его эффективность в качестве сцинтиллятора определяется такими молекулярными характеристиками, как спектры испускания и поглощения, квантовый выход флуоресценции, время затухания флуоресценции и т. д., и поэтому число эффективных сцинтилляционных соединений ограниченно. Общей чертой строения эффективных органических сцинтилляторов является то, что они содержат ненасыщенные плоские ароматические молекулы, обычно полициклические углеводороды и их производные, у которых имеются л-электронные системы, способные давать флуоресценцию и (или) осуществлять межмолекулярный перенос энергии. Этому требованию удовлетворяют все чистые кристаллы, первичные и вторичные растворенные вещества, используемые в практически осуществленных сцинтилляционных системах. Сказанное относится также к алкилбензолам и ароматическим виниловым полимерам, которые использунзтся в качестве растворителей в лучших сцинтилляторах с жидкими и пластическими растворами. [c.153]

Возбужденные электронные состояния молекул, образовавшиеся в результате поглош ения видимого или ультрафиолетового света, быстро дезактивируются по различшлм механизмам. Одна из возможностей дезактивации — термическое затухание, при котором энергия возбуждения превраш ается в энергию поступательного движения, энергию враш ения и ко.пебания и перераспределяется между всеми молекулами системы. Вторым путем дезактивации является испускание света. Спектры испускания (эмиссионные спектры) возбужденных молекул фактически всегда лежат при больших длинах волн, чем свет, используемый для возбуждения молекул, указывая на то, что, прежде чем происходит испускание, часть энергии рассеивается. Для органических молекул характерны два тина испускания флуоресценция и фосфоресценция. Экспериментально оба типа различаются по большой разнице в скорости испускания (время жизни). Для флуоресценции время жизни колеблется ме ду 10 и 10 сев, в то время как для фосфоресценции оно равно 10 сек или более наблюдались случаи продолжительности фосфоресценции в течение секунд. [c.627]

С другой стороны, в случае п-терфенила имеется большая разница между излучательными временами жизни молекул в растворе и в кристаллической фазе (раздел VI, 1). Этаразница, вероятно, связана со свободным вращением фенильных групп вокруг связей С — С в возбужденном состоянии молекул, находящихся в растворе, тогда как в кристалле это вращение заторможено. Спектры флуоресценции согласуются с предложенной моделью, спектр флуоресценции раствора размыт [165], в то время как в спектре кристалла проявляется структура [115]. Эти результаты позволяют предполагать, что время затухания флуоресценции и спектр п-терфенила и других молекул этого типа в случае твердого раствора должны зависеть от жесткости среды и пространственной конфигурации рассматриваемой молекулы в ее окружении. [c.186]

Для определения мы применили прямые измерения затухания флуоресценции с помощью фазового флуорометра А. М. Бонч-Бруевича, Б. А. Молчанова и В. И. Широкова, обладающего разрешающей силой по времени 2-10" сек. [4]. В качестве приемника излучения флуоресценции применялся отобранный из 10 штук. лучший экземпляр фотоумножителя с оксидно-цезиевым катодом ФЭУ-22. Относительная ошибка в измерениях т составляла около 10% для растворов и была значительно выше ири измерениях с био.тогическими объектами. Для проверки надежности измеренпй был дополнительно использован фотоумножитель с сурьмяно-цезиевым катодом, сенсибилизованным к красной области спектра, который обладал весьма малым темповым током и большой чувствительностью. Для растворов расхождения в ве-.тичинах 1, измеренных на обоих фотоумножителях, не превышали 20%, для биологических объектов расхождения были более значительными и достигали 100%. [c.415]

В последние годы благодаря развитию лазерной техники и, в частности, получению пикосекундных (10 с) и субпикосекундных ( 10 с) световых импульсов, появились методы импульсной пикосекундной спектрофлуорометрии. Флуоресценция образца здесь возбуждается импульсом света, длительность которого намного меньше времени жизни флуоресцентного состояния исследуемых молекул. Кинетика затухания флуоресценции регистрируется при разных длинах волн в спектре испус- [c.298]

Известно, что поглощение кванта света молекулами светособирающей антенны приводит к тому, что за время существования возбуждения и перехода на первый синглетный возбужденный уровень (рис. Х.5) Sq S происходит обеднение основного уровня Sq. Вследствие этого наблюдается уменьшение поглощения в основной полосе и появление отрицательного максимума в длинноволновой области дифференциального спектра поглощения при световом возбуждении (выцветание основной полосы поглощения). Однако, кроме этого, при возбуждении появляются также положительные максимумы в коротковолновой области спектра. Затухание этих индуцированных абсорбционных изменений происходит, во-первых, в изолированных комплексах Бхл 875 за времена xi 15 пс вследствие ухода возбуждения к другим группам пигментов (Бхл 875 Бхл 896) и, во-вторых, при дезактивации состояния S всего комплекса и перехода его на основной уровень S So за время Т2 600 ПС. Как видно, эти времена xi и Т2 соответствуют компонентам затухания флуоресценции в ССПБК пурпурных бактерий. Большие величины абсорбционных изменений показывают, что в них должны участвовать несколько молекул Бхл, выцветающих на время существования возбуждения. [c.307]

Поскольку основной вклад в тушение возбуждения Р дают процессы ухода элактрона от Р на следующий акцептор, то время затухания флуоресценции Р должно совпадать со временем отрыва электрона от димера Бхл в РЦ. Помимо фотовыцветания основной полосы поглощения, которое наблюдается одновременно с переходом 5о Si в Р, дальнейший уход электрона от Р приводит к образованию вследствие этого катион-радикала РУ и соответственно к появлению новых положительных изменений поглощения в спектре при 1200-1350 нм. Время нарастания этих изменений равно времени переноса электрона от Р на соседний акцептор. Восстановление поглощения основной полосы происходит позднее (т 2 мкс) от вторичного донора электрона D. [c.342]

Длительность флуоресценции, или время жизни возбужденного состояния (т), непосредственно связана с вероятностью излучательного перехода (Р) и отражает среднестатическое время существования возбужденного состояния. Одномоментно возбужденные молекулы дезактивируются по мономолекулярному (экспоненциальному) закону / = /ое / (т представляет собой время, в течение которого интенсивность свечения уменьшается в е (2,7) раз). Измеренное в эксперименте т имеет заниженное по сравнению с естественным (то), определяемым только внутренними свойствами молекулы, значение, Причиной этого является безызлучательная, тепловая диссипация энергии — тушение второго рода, происходящее в течение всего времени жизни возбужденного состояния. Если то= 1/Я, то т=1/(Я-Ь ), где д — вероятность тушения. Между Вит часто соблюдается пропорциональность, и В/Во=т/то. Длительность затухания флуоресценции в различных участках ее спектра обычно одинакова. [c.15]

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]

Данные о природе излучающих соединений. Каутский и Кайзер сравнивали хемилюминесцентный и флуоресцентный спектры 5-аминофталгидразида и установили, что они в основном идентичны как по форме, так и по положению максимумов это заставляет предполагать, что природа излучающих соединений в обоих случаях одна и та же. Однако флуоресценция наблюдается только в кислом или нейтральном растворе (с максимальной интенсивностью при pH 4,86), в котором излучающее соединение, несомненно, находится в не-ионизированной форме (XIII). Хемилюминесценция происходит в щелочном растворе, в котором фталгидразид присутствует, вероятно, в форме одно-или двувалентного аниона. Тем не менее постулированное в приведенной вьшхе схеме активированное соединение не ионизировано оно может излучать и ионизироваться в основной среде. Ввиду идентичности излучающего соединения при флуоресценции и при хемилюминесценции сходство обоих спектров является логическим следствием. Приведенный выше механизм реакций свидетельствует также о том, что в любом случае при увеличении скорости ионизации до того момента, пока она не превысит скорость излучения радиации, интенсивность излучаемого света должна понизиться. Это иллюстрируется эффектом затухания под действием избытка щелочи, а также влиянием отрицательных заместителей, например нитрогруппы, придающих более сильные кислотные свойства фталгидразиду. По мнению Вандерберга [86], хемилюми-несцентные спектры многих фталгидразидов подобны их флуоресцентным спектрам он, однако, не считает имеющиеся данные подтверждением того, что источником хемилюминесценции является регенерация исходного соединения. [c.192]

Характеристики люмииесцирующих молекул. Спектр возбуждения люминесценции — зависимость интенсивности люминесценции (флуоресценции, фосфоресценции) от длины волны возбуждающего света. Спектр люминесценции — зависимость интенсивности излучения (флуоресценции, фосфоресценции) от ее длины волны. Поскольку затухание молекулярной люмшгесценции происходит по экспоненциальному закону, то время жизни люминесценции — это время, за которое интенсивность излучения уменьшилась в е раз. [c.303]

Для изучения закона затухания люминесценции соединений уранила Никольс и Хаус (1919) сконструировали синхроно-фосфороскоп . Они начали с установления идентичности спектра, который они назвали спектром флуоресценции, со спектром, определенным ими как спектр фосфоресценции, т. е. спектра люминесценции уранила в процессе возбуждения со спектром, излучаемым через различные промежутки времени после прекращения возбуждения. Возбуждение осуществлялось искровым разрядом с частотой 120 се/с . Наблюдения проводили [c.183]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология