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Zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung Unter zeitkorrelierter Einzelphotonenzählung englisch time correlated single photo

Zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung

Unter zeitkorrelierter Einzelphotonenzählung (englisch time-correlated single photon counting, TCSPC) versteht man eine Technik zur Messung sich zeitlich schnell ändernder (Picosekundenbereich) Lichtintensitäten. Hauptanwendung ist die Messung der Fluoreszenzlebensdauer und darauf aufbauender Techniken wie die Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie (engl. fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM). Aber auch die Analyse des zeitlichen Verhaltens von gepulsten oder modulierten Lichtquellen ist damit möglich, bis hin zur Charakterisierung von umlaufenden Elektronenpaketen in Speicherringen von Synchrotronen anhand der abgegebenen Synchrotronstrahlung.

Schematische Darstellung der Entwicklung eines TCSPC-Histogramms während der Messung eines Fluorophors mit monoexponetieller Fluoreszenzlebensdauer (Anregungspuls trifft das Fluorophor bei ca. 4 ns; oben: logarithmische Darstellung)

Zur Messung der Fluoreszenzlebensdauer werden mittels einer gepulsten Lichtquelle (z. B. Laser oder Blitzröhre) die zu untersuchenden Fluorophore angeregt. Die Zeitmessung wird durch den Anregungspuls gestartet und das beim Übergang vom angeregten Zustand in den Grundzustand emittierte Photon stoppt die Messung. Die Messung wird vielfach wiederholt und die einzelnen zeitlich korrelierten Photonen (in Bezug zum Anregungspuls) werden entsprechend ihrer gemessenen Zeit in ein so genanntes TCSPC-Histogramm einsortiert. Dieses besitzt typischerweise eine zeitliche Kanalauflösung bzw. Klassenbreite von ca. 1 bis 50 ps und gibt den exponentiellen Abfall der Fluoreszenzintensität nach der Anregung wieder.

Die Fluoreszenzlebensdauer kann je nach verwendeter Messtechnik im Zeitbereich (engl. time domain) oder im Frequenzbereich (engl. frequency domain) bestimmt werden, wobei die zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung die am häufigsten verwendete Methode im Zeitbereich darstellt.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Desmond V. O’Connor, David Phillips: Time-Correlated Single Photon Counting. Academic Press, London/Orlando 1984, ISBN 978-0-12-524140-3.
  • W. Becker: Advanced Time-Correlated Single Photon Counting Techniques. Springer, Berlin 2005, ISBN 978-3-540-26047-9.
  • Joseph R. Lakowicz: Principles of Fluorescence Spectroscopy. 3. Auflage, Springer, Berlin 2006, ISBN 978-0-387-31278-1.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Holldack K., v. Hartrott M., Hoeft F., Neitzke O., Bauch A., Wahl M.: Bunch Fill Pattern at BESSY monitored by Time-Correlated Single Photon Counting. In: Proc. SPIE. Vol. 6771 (2007).
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Unter zeitkorrelierter Einzelphotonenzahlung englisch time correlated single photon counting TCSPC versteht man eine Technik zur Messung sich zeitlich schnell andernder Picosekundenbereich Lichtintensitaten Hauptanwendung ist die Messung der Fluoreszenzlebensdauer und darauf aufbauender Techniken wie die Fluoreszenzlebensdauer Mikroskopie engl fluorescence lifetime imaging microscopy FLIM Aber auch die Analyse des zeitlichen Verhaltens von gepulsten oder modulierten Lichtquellen ist damit moglich bis hin zur Charakterisierung von umlaufenden Elektronenpaketen in Speicherringen von Synchrotronen anhand der abgegebenen Synchrotronstrahlung 1 Schematische Darstellung der Entwicklung eines TCSPC Histogramms wahrend der Messung eines Fluorophors mit monoexponetieller Fluoreszenzlebensdauer Anregungspuls trifft das Fluorophor bei ca 4 ns oben logarithmische Darstellung Zur Messung der Fluoreszenzlebensdauer werden mittels einer gepulsten Lichtquelle z B Laser oder Blitzrohre die zu untersuchenden Fluorophore angeregt Die Zeitmessung wird durch den Anregungspuls gestartet und das beim Ubergang vom angeregten Zustand in den Grundzustand emittierte Photon stoppt die Messung Die Messung wird vielfach wiederholt und die einzelnen zeitlich korrelierten Photonen in Bezug zum Anregungspuls werden entsprechend ihrer gemessenen Zeit in ein so genanntes TCSPC Histogramm einsortiert Dieses besitzt typischerweise eine zeitliche Kanalauflosung bzw Klassenbreite von ca 1 bis 50 ps und gibt den exponentiellen Abfall der Fluoreszenzintensitat nach der Anregung wieder Die Fluoreszenzlebensdauer kann je nach verwendeter Messtechnik im Zeitbereich engl time domain oder im Frequenzbereich engl frequency domain bestimmt werden wobei die zeitkorrelierte Einzelphotonenzahlung die am haufigsten verwendete Methode im Zeitbereich darstellt Inhaltsverzeichnis 1 Siehe auch 2 Literatur 3 Weblinks 4 EinzelnachweiseSiehe auch BearbeitenUltrakurzzeit Spektroskopie Einzelmolekulfluoreszenzspektroskopie Laserspektroskopie Fluoreszenz Lebenszeit Korrelations Spektroskopie Fluoreszenzlebensdauer Mikroskopie FLIM Hanbury Brown Twiss Effekt Photon Bunching Photon AntibunchingLiteratur BearbeitenDesmond V O Connor David Phillips Time Correlated Single Photon Counting Academic Press London Orlando 1984 ISBN 978 0 12 524140 3 W Becker Advanced Time Correlated Single Photon Counting Techniques Springer Berlin 2005 ISBN 978 3 540 26047 9 Joseph R Lakowicz Principles of Fluorescence Spectroscopy 3 Auflage Springer Berlin 2006 ISBN 978 0 387 31278 1 Weblinks BearbeitenTechnical Note TCSPC PicoQuant GmbH PDF Datei Technical Note TCSPC Edinburgh Instruments Ltd PDF Datei Classic Principle of TCSPC Becker amp Hickl GmbH Einzelnachweise Bearbeiten Holldack K v Hartrott M Hoeft F Neitzke O Bauch A Wahl M Bunch Fill Pattern at BESSY monitored by Time Correlated Single Photon Counting In Proc SPIE Vol 6771 2007 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Zeitkorrelierte Einzelphotonenzahlung amp oldid 235678016