Apakah Spektroskopi Pendarfluor?
Spektroskopi pendarfluor menganalisis pendarfluor molekul berdasarkan sifat pendarfluornya.
Pendarfluor ialah pendarfluor yang berlaku apabila molekul teruja oleh foton kepada keadaan teruja secara elektronik untuk kembali ke keadaan asas.
Spektroskopi pendarfluor menggunakan pancaran cahaya untuk mengujakan elektron dalam molekul sebatian tertentu dan menyebabkannya memancarkan cahaya. Cahaya melalui monokromator dan memasuki pengesan di mana ia dikesan, yang digunakan untuk mengukur dan mengenal pasti molekul atau perubahan dalam molekul.
Pengenalan kepada Pendarfluor Stabil-Spektroskopi Keadaan dan Ujian Sepanjang Hayat
Pendarfluor secara meluas merujuk kepada fenomena pendaran, cahaya yang dipancarkan oleh molekul. Terdapat beberapa jenis cahaya.
Photoluminescence ialah pancaran foton yang teruja oleh tenaga cahaya atau foton.
Chemiluminescence, yang ditakrifkan sebagai luminescence foton teruja oleh tenaga kimia, termasuk bioluminescence, seperti yang dilihat pada kelip-kelip dan banyak hidupan marin.
Electroluminescence ialah pelepasan foton apabila tenaga elektrik atau medan elektrik yang kuat merangsang foton, seperti dalam beberapa aplikasi pencahayaan.
Khususnya, pendarfluor ialah sejenis photoluminescence di mana cahaya meletakkan elektron dalam keadaan teruja. Keadaan teruja dengan cepat kehilangan tenaga haba kepada persekitaran melalui getaran, dan kemudian memancarkan foton dari keadaan teruja singlet terendah. Proses pelepasan foton ini bersaing dengan proses bukan sinaran lain, termasuk pemindahan tenaga dan kehilangan haba.
Apabila istilah "pendarfluor" digunakan, kaedah pengukuran yang sama biasanya digunakan untuk mana-mana kelas pendarfluor di atas.
Apakah Spektroskopi Pendarfluor?
Pengujaan pendarfluor dan spektrum pelepasan mencerminkan antara satu sama lain. Spektroskopi pendarfluor menggunakan pelepasan dan pengujaan untuk melihat bagaimana sampel berubah.
Rajah 1: Spektrum pengujaan pendarfluor (biru) dan spektrum pelepasan (ungu) ialah imej cermin antara satu sama lain
Spektroskopi-pendarfluor keadaan mantap ialah apabila molekul pendarfluor apabila teruja oleh sumber cahaya malar dan foton atau keamatan yang dipancarkan dikesan sebagai fungsi panjang gelombang. Spektrum pancaran pendarfluor ialah apabila panjang gelombang pengujaan ditetapkan, panjang gelombang pancaran diimbas, dan hubungan antara keamatan dan panjang gelombang pancaran diperoleh.
Spektrum pengujaan pendarfluor ialah apabila panjang gelombang pancaran ditetapkan, dengan menukar panjang gelombang monokromator pengujaan, mengimbas keamatan pada panjang gelombang yang berbeza. Dengan cara ini, spektrum menyediakan maklumat tentang sampel dan panjang gelombang penyerapan untuk memilih panjang gelombang pancaran tunggal yang optimum untuk pengesanan pancaran. Ia serupa dengan spektroskopi serapan, tetapi merupakan teknik yang lebih sensitif dari segi had pengesanan dan kekhususan molekul. Spektrum pengujaan adalah khusus kepada panjang gelombang/spesies pancaran tunggal, berbanding spektrum serapan semua spesies penyerap dalam larutan atau sampel pengukuran. Spektrum pancaran dan pengujaan fluorofor yang diberikan adalah imej cermin antara satu sama lain. Biasanya, spektrum pelepasan muncul pada panjang gelombang yang lebih tinggi (tenaga yang lebih rendah) daripada pengujaan atau spektrum penyerapan
Kedua-dua jenis spektrum ini (pelepasan dan pengujaan) digunakan untuk memerhati bagaimana sampel berubah. Keamatan spektrum dan panjang gelombang puncak boleh berbeza dengan pembolehubah seperti suhu, kepekatan, atau interaksi dengan molekul sekeliling. Ini termasuk pelindapkejutan molekul dan molekul atau bahan yang terlibat dalam pemindahan tenaga. Sesetengah fluorofor sensitif kepada sifat persekitaran pelarut, seperti pH, kekutuban, dan kepekatan ionik tertentu.
Apakah jenis molekul atau bahan yang mempamerkan pendarfluor?
Spektrum pelepasan pendarfluor beberapa fluorofor biasa. Fluorofor memainkan peranan utama dalam spektroskopi pendarfluor dan menjadikan spektroskopi jenis ini teknik yang sangat sensitif.
Rajah 2: Spektrum pelepasan pendarfluor bagi beberapa fluorofor biasa merentasi spektrum UV dan kelihatan
Molekul dan bahan pendarfluor datang dalam pelbagai bentuk dan saiz. Ada yang secara semula jadi pendarfluor, seperti klorofil dan sisa asid amino triptofan (Trp), fenilalanin (Phe) dan tirosin (Tyr). Yang lain ialah molekul yang disintesis sebagai pewarna atau teg organik yang stabil yang boleh ditambah pada sistem bukan{0}}pendarfluor lain. Secara amnya, molekul pendarfluor organik mempunyai ciri struktur seperti cincin aromatik dan π-elektron terkonjugasi. Bergantung pada saiz dan strukturnya, pewarna organik memancarkan cahaya dalam panjang gelombang antara ultraungu hingga inframerah-dekat.
Di bawah ialah beberapa fluorofor biasa rawak yang pelepasannya boleh dilihat merentas julat UV-Vis. Bagi sesetengah unsur nadir bumi, seperti lantanida, disebabkan oleh orbital elektron yang lebih tinggi diisi, peralihan elektronik akibat pemindahan cas daripada ligan logam berlaku antara orbital 4f-5d atau 4f-4f. (Bunzli, 1989) Terdapat banyak molekul yang mengeluarkan cahaya secara semula jadi, seperti beberapa asid amino, klorofil dan pigmen semulajadi. Yang lain direka dengan teliti untuk kegunaan khas dalam spektroskopi pendarfluor
Contoh molekul dan bahan pendarfluor:
Asid amino (Trp, Phe, Tyr)
Derivatif pasangan asas (2-AP, 3-MI, 6-MI, 6-MAP, pyrrole-c, tC)
klorofil
Protein pendarfluor (FP)
Pewarna organik (fluorescein, rhodamine, n-aminocoumarins dan derivatifnya)
Unsur Nadir Bumi (Lantanida)
semikonduktor
titik kuantum
satu-karbon nanotiub berdinding
Bateri solar
Pigmen, Penyaduran Elektronik
fosforus
Lagi…
Molekul dan bahan lain seperti protein pendarfluor, semikonduktor, fosforus, dan unsur nadir bumi ialah sampel pendarfluor yang biasa digunakan. Polimer yang mengandungi hidrokarbon aromatik terkonjugasi atau diena selalunya juga mempunyai sifat pendarfluor. Sudah tentu, saintis juga telah mengusahakan penciptaan bahan baru.
