Fluoreszenz-Spektrokopie

Fluoreszenz-Spektroskopie

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Inhalt

Singulett/Singulett Übergang

Fluoreszenz-Spektralfotometer

Quellen

Fluoreszenz

Singulett- und Triplettzustand

Anwendung

Fluoreszenz

Bei Fluoreszenz handelt es sich um einen Effekt, bei dem ein Molekül elektromagnetische Strahlung absorbiert und anschließend wieder abstrahlt.Elektronen können durch die Absorption von elektromagnetischer Strahlung in eine höhere Schale angehoben werden (angeregter Zustand).Dieser Zustand ist jedoch energetisch ungünstig, wodurch das Elektron durch Abgabe eines Photons wieder auf seine ursprüngliche Schale zurückfällt (Grundzustand).

Fluoreszenz

Fluorit-Zwillingskristalle (oben) unter kurzwelligem UV-Licht (unten)

Singulett- und Triplettzustand

Die Elektronen eines Orbitals besitzen verschiedene Spinquantenzahlen (Pauli-Verbot). Wird ein Elektron nun in einen angeregten Zustand gebracht, kann es zu einer Spinumkehr kommen.

Singulettzustand

Findet keine Spinumkehr statt, bleiben die Spins entgegengerichtet und man spricht von einem Singulettzustand.Sollte es zu einer Spinumkehr kommen, sind die Spins der beiden Elektronen gleichgerichtet.Man spricht hier von einem Triplettzustand.

Singulett/Singulett Übergang

Fluoreszenz entsteht nur bei dem Übergang eines angeregten Elektrons in seinen Grundzustand, wenn ein Singulettzustand vorliegt.Der analoge Effekt beim Übergang von Triplettzustand zu Singulettzustand, wird Phosphoreszenz genannt.

Singulett/Singulett Übergang

Aufbau eines Fuoreszenz-Spektralphotometers

Quecksilber oder Xenonlampe

Blende

Blende

Blende

Blende

Monochromator: Filtert das Absorbtionsmaximum der Anregungsstrhlung heraus

Monochromator: Filtert störende Hintergrundfuoreszenen heraus und eleminieret Streulicht

Monochromator: Filtert störende Hintergrundfuoreszenen heraus und eleminieret Streulicht

Stahlenteiler: Halbdurchlässiger Spiegel der das Licht in zwei Strahlen teilt

Umlenkspiegel

Photomultipier: Fungiert als Detektor und verstärkt das Signal der emittierten Strahlung

Messküvette mit Probesubstanz

Messküvette mit Probesubstanz

Küvette mit Vergleichssubstanz oder Reverenz

Photomultipier: Fungiert als Detektor und verstärkt das Signal der emittierten Strahlung

Ausgabegerät

Anwendungen

Fluoreszenz-Spektroskopie ist im Verhältnis zu anderen Methoden sehr empfindlich. Jedoch ist die Auswahl der detektierbaren Moleküle beschränkt, da nicht jedes Molekül Fluoreszenz aufweist.

Anwendungen

Wichtige Anwendungen sind:- Quantitativer und qualitativer Nachweis von Ionen durch Komplexierung mit fluoreszierenden Liganden (z.B. Morin, 8-Hydrxyquinolin)- Nachweis von Molekülen mit Hilfe von Fuoreszenzmarkierung- Nachweis von fuoreszierenden Aminosäuren- DNA-Sequenzierung

Quellen

- 1) H. Hug, Instrumentelle Analytik Theorie und Praxis, Europa-Lehrmittel, 2020. - 2) J. L. D. A. Skoog, Instrumentelle Analytik Grundlagen-Geräte-Anwendungen, Berlin: Springer Verlag, 1996. - 3) Dr. A. Neuba, „Grundlagen der Instrumentellen Analytik 1. Einführung,“ Paderborn, 2019. https://cdc.uni-paderborn.de/fileadmin/cdc/pdf/Instrumentelle_Analytik_I_Skript.pdf (25.04.2022)

Quellen