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Fluoreszenzspektroskopie Die nach Ph Eur Fluorimetrie 1 ist ein Spektroskopieverfahren der Analytischen Chemie Sie nutzt

Fluoreszenzspektroskopie

Die Fluoreszenzspektroskopie (nach Ph. Eur. Fluorimetrie) ist ein Spektroskopieverfahren der Analytischen Chemie. Sie nutzt Fluoreszenz-Phänomene zur qualitativen und quantitativen Analyse von Substanzen.

Fluoreszenzspektrum von Chinin mit deutlich sichtbarem Stokes-Shift

Physikalische Grundlagen Bearbeiten

Als Fluoreszenz bezeichnet man die Licht-Emission nach vorheriger Absorption eines Lichtquants, wenn die Abklingdauer der Strahlung sehr kurz ist (d. h. die Lebensdauer des angeregten Zustands liegt in der Größenordnung 1–100 Nanosekunden). Nach folgender Gleichung ist die Intensität der Fluoreszenz-Strahlung direkt proportional zur Intensität der Anregungsstrahlung.

mit

Diese Formel ist nur gültig für schwache Absorption, d. h. , so dass
(1) die emittierten Photonen nur zu einem vernachlässigbaren Bruchteil wieder absorbiert werden
(2) für den Bruchteil der absorbierten Photonen gilt:

Die Anregung braucht mehr Energie, daher sind die Fluoreszenzspektren zu längeren Wellenlängen verschoben (Stokes-Shift). Moleküle, die passend auseinander liegende Schwingungsniveaus besitzen, können bei hinreichender Nähe die Energie strahlungsfrei übernehmen und damit zur Fluoreszenzlöschung (Quenching) führen. Um diese Effekte zu berücksichtigen kann mit einer Standardaddition gearbeitet werden.

Geräteaufbau Bearbeiten

Fluorimeter mit Autosampler und Auswertecomputer zur Bestimmung von Quecksilber

Der Aufbau eines Fluorimeters ist ähnlich dem eines Photometers, wobei jedoch die Fluoreszenz mit bestimmter Emissionswellenlänge () stets im Winkel von 90° gemessen wird, um die Anregungsstrahlung () nicht mit zu erfassen. Im Unterschied zur Photometrie wird hierbei die Strahlungsintensität der Emission senkrecht zur Richtung der Anregungsstrahlen gemessen. Dem Fluorimeter ist ein Emissionsmonochromator vorgeschaltet, um Reste des Anregungslichtes (Streulicht) zu entfernen. Als Lichtquelle verwendet man meist Hochdruck-Gasentladungslampen. Seit den 1970er Jahren werden vermehrt auch Laserstrahlen verwendet.

AnregungsfilterEmissionsfilterMesszellePhotodiode

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Schwedt: Analytische Chemie. 2. Auflage. Wiley-VCH, 2008, ISBN 978-3-527-31206-1.

Weblinks Bearbeiten

Commons: Atomic fluorescence spectroscopy – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

    Einzelnachweise Bearbeiten

    1. Europäisches Arzneibuch 10.0. Deutscher Apotheker Verlag, 2020, ISBN 978-3-7692-7515-5, S. 46–47.
    2. P. Atkins, Kurzlehrbuch physikalische Chemie, 3. Aufl., Wiley-VCH, 2002.
    3. Gey: Instrumentelle und Analytik und Bioanalytik. 2. Auflage. Springer, 2008, ISBN 978-3-540-73803-9.
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    Veröffentlichungsdatum:
    Die Fluoreszenzspektroskopie nach Ph Eur Fluorimetrie 1 ist ein Spektroskopieverfahren der Analytischen Chemie Sie nutzt Fluoreszenz Phanomene zur qualitativen und quantitativen Analyse von Substanzen Fluoreszenzspektrum von Chinin mit deutlich sichtbarem Stokes Shift Inhaltsverzeichnis 1 Physikalische Grundlagen 2 Gerateaufbau 3 Siehe auch 4 Literatur 5 Weblinks 6 EinzelnachweisePhysikalische Grundlagen BearbeitenAls Fluoreszenz bezeichnet man die Licht Emission nach vorheriger Absorption eines Lichtquants wenn die Abklingdauer der Strahlung sehr kurz ist d h die Lebensdauer des angeregten Zustands liegt in der Grossenordnung 1 100 Nanosekunden Nach folgender Gleichung ist die Intensitat der Fluoreszenz Strahlung direkt proportional zur Intensitat der Anregungsstrahlung F 2 3 Q F I 0 e c d displaystyle F 2 3 cdot Q mathrm F cdot I 0 cdot varepsilon cdot c cdot d nbsp mit F displaystyle F nbsp Intensitat der Fluoreszenzstrahlung emittierte Photonen pro Zeit und Flache Q F displaystyle Q mathrm F nbsp Fluoreszenz Quantenausbeute Anzahl der emittierten Photonen Anzahl der absorbierten Photonen I 0 displaystyle I mathrm 0 nbsp Intensitat der Anregungsstrahlung eingestrahlte Photonen pro Zeit und Flache e displaystyle varepsilon nbsp molarer dekadischer Extinktionskoeffizient c displaystyle c nbsp Konzentration d displaystyle d nbsp Schichtdicke der KuvetteDiese Formel ist nur gultig fur schwache Absorption d h 1 10 e c d 1 displaystyle 1 10 varepsilon cdot c cdot d ll 1 nbsp so dass 1 die emittierten Photonen nur zu einem vernachlassigbaren Bruchteil wieder absorbiert werden 2 fur den Bruchteil der absorbierten Photonen gilt 1 10 e c d 1 e ln 10 e c d ln 10 e c d 2 30 e c d displaystyle 1 10 varepsilon cdot c cdot d 1 e ln 10 cdot varepsilon cdot c cdot d approx ln 10 cdot varepsilon cdot c cdot d approx 2 30 cdot varepsilon cdot c cdot d nbsp Die Anregung braucht mehr Energie daher sind die Fluoreszenzspektren zu langeren Wellenlangen verschoben Stokes Shift Molekule die passend auseinander liegende Schwingungsniveaus besitzen konnen bei hinreichender Nahe die Energie strahlungsfrei ubernehmen und damit zur Fluoreszenzloschung Quenching fuhren 2 Um diese Effekte zu berucksichtigen kann mit einer Standardaddition gearbeitet werden Gerateaufbau Bearbeiten nbsp Fluorimeter mit Autosampler und Auswertecomputer zur Bestimmung von QuecksilberDer Aufbau eines Fluorimeters ist ahnlich dem eines Photometers wobei jedoch die Fluoreszenz mit bestimmter Emissionswellenlange l e m displaystyle lambda mathrm em nbsp stets im Winkel von 90 gemessen wird um die Anregungsstrahlung l e x displaystyle lambda mathrm ex nbsp nicht mit zu erfassen 3 Im Unterschied zur Photometrie wird hierbei die Strahlungsintensitat der Emission senkrecht zur Richtung der Anregungsstrahlen gemessen Dem Fluorimeter ist ein Emissionsmonochromator vorgeschaltet um Reste des Anregungslichtes Streulicht zu entfernen Als Lichtquelle verwendet man meist Hochdruck Gasentladungslampen Seit den 1970er Jahren werden vermehrt auch Laserstrahlen verwendet nbsp Siehe auch BearbeitenEinzelmolekulfluoreszenzspektroskopie Fluoreszenzmikroskopie Laserinduzierte FluoreszenzLiteratur BearbeitenSchwedt Analytische Chemie 2 Auflage Wiley VCH 2008 ISBN 978 3 527 31206 1 Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Atomic fluorescence spectroscopy Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Verzeichnis der ETH Zurich von Datenbanken und Nachschlagewerken mit Fluorezenz SpektrenEinzelnachweise Bearbeiten Europaisches Arzneibuch 10 0 Deutscher Apotheker Verlag 2020 ISBN 978 3 7692 7515 5 S 46 47 P Atkins Kurzlehrbuch physikalische Chemie 3 Aufl Wiley VCH 2002 Gey Instrumentelle und Analytik und Bioanalytik 2 Auflage Springer 2008 ISBN 978 3 540 73803 9 Normdaten Sachbegriff GND 4017701 4 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Fluoreszenzspektroskopie amp oldid 227142299