OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2004 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 21. 1.2. Fluoreszcencia-spektroszkópia (VT), szept. 28. 1.3. Fotodinamikus terápia (VT), okt. 5. 1.4. Fotokróm anyagok (GA), okt. 12. 1.5. Cirkuláris dikroizmus spektroszkópia (PK), okt. 19. 1.6. Optikai érzékelők (KM), okt. 26.
Joseph Fraunhofer kísérlete 1815 A Nap fényét optikai rácson felbontotta. A folytonos színképben fekete vonalakat észlelt.
Erwin Schrödinger: Quantisierung als Eigenwertproblem (1926)
EGYSUGARAS UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROMÉTER
A benzol elektronszínképe (etanolos oldat)
Festékpróbák Fluoreszkáló próbák Abszorbeáló próbák
Reichardt’s dye
Reichardt’s dye „charge transfer” festék
Oldószer polaritás S1 = 810 nm Ph-O-Ph = 453 nm H2O S0
skála Az oldószer polaritását jellemzi.
Szolvatokromizmus: a szín függ az oldószertől
Szolvatokromizmus: a szín függ az oldószertől Termokromizmus: A szín függ a hőmérséklettől Etanolban + 78 C max = 568 nm - 78 C max = 513 nm
Szolvatokromizmus: a szín függ az oldószertől Termokromizmus: A szín függ a hőmérséklettől Etanolban + 78 C max = 568 nm - 78 C max = 513 nm Piezokromizmus: A szín függ a nyomástól Etanolban 1 bar max = 547 nm 10 kbar max = 520 nm
A fluoreszcenciamérés előnyei az abszorpcióméréssel szemben 1. Nem kell átlátszó minta 2. Nagyobb érzékenység 3. Háromszoros szelektivitás - gerjesztési hullámhossz szerint - emissziós hullámhossz szerint - lecsengési idő szerint Hátrány: a vegyületeknek csak kis hányada fluoreszkál
Oxazin 1 N C 2 H 5 + C O 2 H 5 N N - C H C H 2 5 ClO 2 5 4
Oxazin 1 UV-látható abszorpciós spektruma 0,5 1 1,5 2 2,5 200 400 600 800 Hullámhossz (nm) Abszorbancia
Oxazin1 + receptor
Stacionárius fluoreszcencia módszerek
Statikus kioltás
Oxazin1 + receptor
Dinamikus kioltás
Oldószer polaritása és hőmérséklete
Oldószer polaritás S1 S0
vibrációs relaxáció S1 emisszió abszorpció S0
S1 S0 vibrációs oldószer relaxáció relaxáció emisszió abszorpció
S1 S0 vibrációs oldószer relaxáció relaxáció 10-12 s 10-10 s emisszió abszorpció 10-15 s S0 oldószer relaxáció
S1 S0 vibrációs oldószer relaxáció relaxáció 10-12 s 10-10 s emisszió abszorpció 10-15 s S0 oldószer relaxáció
S1 S0 vibrációs oldószer relaxáció relaxáció 10-12 s 10-10 s emisszió abszorpció 10-15 s S0 oldószer relaxáció
Patman C CH 3 (CH 2 ) 14 O N(CH +
IF 500 [nm] 400
Acrylodan O H H H 3 C H N CH 3
DOS CH 3 N C (CH ) CH 2 3 3 CH 3 O
Polaritás hatása: Lippert-egyenlet + _ - - - - + + + + 2a G v. E
Lippert-egyenlet - - - - + G v. E _ + + + + 2a
Fluoreszkáló aminosavak fenil-alanin tirozin triptofán
Időfelbontásos fluoreszcencia-spektroszkópia
Időkorrelált egyfoton-számlálás
Fluoreszcencia lecsengési görbe
Festékmolekula orientációs relaxációja + _ - - - - + + + + 2a G v. E
Hidrodinamikai súrlódás járuléka Stokes-Einstein-Debye egyenlet
Dielektromos súrlódás járuléka
Níluskék festék fluoreszcenciája ioncserélő gyantán Habuchi et al., (Sapporo), Anal. Chem. 73, 366-372 (2001) Gyanta: sztirol - divinilbenzol kopolimer Keresztkötések gyakorisága () 8 % divinilbenzol Ioncserélő csoport: Na-szulfonát
Níluskék festék fluoreszcenciája ioncserélő gyantán
Irodalom 1. J. R. LAKOWICZ, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 2nd Edition, Kluwer Academic, London, 1999 2. C. REICHARDT, Chem. Rev. 94, 2319-2358 (1994) 3. M. KUBINYI, A. GROFCSIK, I. PÁPAI, W. J. JONES, Chem. Phys. 286, 81-96 (2003) 4. S. KULMALA, J. SUOMI, Anal. Chim. Acta 500, 21-69 (2003) 5. F. V. BRIGHT, C. A. MUNSON, Anal. Chim. Acta 500, 71-104 (2003)