M2 Fluoreszenzspektroskopie

Versuchsbetreuer M2

 

Labor Campus Golm
Raum 2.28.1.071

Die Fluoreszenz ist der strahlende Übergang von Molekülen aus dem thermisch relaxierten ersten angeregten Singulett- in den Grundzustand. Da der so zugängliche angeregte Zustand in starkem Maße von den umgebenden Bedingungen abhängt, wird die Fluoreszenzspektroskopie häufig als Sensor für die Umgebung verwendet. Im Gegensatz zur Absorptionsspektroskopie erfolgt die Fluoreszenzmessung "relativ zur Dunkelheit", woraus sich ihre hohe Empfindlichkeit ergibt, die bis zur Einzelmoleküldetektion reicht.

Charakteristische Aussagen der stationären Spektroskopie sind neben der Form und der Lage der Spektren insbesondere die Quantenausbeute und die Polarisation der Fluoreszenz. Die experimentell registrierten Daten sind jedoch sowohl von Geräte- als auch von Probenparametern abhängig. Auch kommerzielle Geräte gestatten häufig nicht, diese Einflüsse automatisch zu eliminieren.

An einem modular aufgebauten PC-gesteuerten Spektrometer (bestehend aus der Anregungslichtquelle, z.B. einer Xenon-Höchstdrucklampe, motorgetriebenen Monochromatoren, der Probenkammer und einer stationären Einzelfotonenzählung) können sowohl die genannten Einflüsse als auch die Beeinflussung des Spektrums einer Substanz bezüglich Form und Quantenausbeute durch die Wechselwirkung mit der Umgebung untersucht werden. Derartige Wechselwirkungen können z.B. zur Assoziatbildung eines elektronisch angeregten Moleküls mit einem Grundzustandsmolekül der gleichen Substanz (Excimerenbildung) oder zur Energieübertragung vom primär angeregten Fluorophormolekül zu einem Fremdmolekül (Fremdlöschung) führen.

Versuchsbetreuer M2

 

Labor Campus Golm
Raum 2.28.1.071

Experimentelle Aufgabenstellung:

 

1.1    Kalibrierung der Wellenlängenskala für den Emissions- und den Anregungsmonochromator.

1.2    Bestimmung der Korrekturfunktion für das Anregungsspektrum

1.3    Bestimmung der Korrekturfunktion für das Emissionsspektrum

2.      Untersuchung der inneren Filtereffekte für verschieden Farbstoffkonzentrationen (Erythrosin)

2.1    Erstellen Sie ausgehend von einer Stammlösung eine Konzentrationsreihe (fünf unterschiedliche Konzentrationen in 10er Abstufungen) der Erythrosin Lösung (Lösungsmittel Methanol)

2.2    Messen Sie für jede Konzentration ein Absorptionsspektrum und bestimmen sie die Extinktion

2.3    Messen Sie für jede Konzentration ein Anregungs- und ein Emissionsspektrum

2.4    Diskutieren Sie die auftretenden konzentrationsabhängigen Filtereffekte

2.5    Bestimmen Sie die Geometriegrößen d1 d2 und d3 d4 (Siehe [4]).

3.      Der Konzentrationsumschlag der Fluoreszenz durch Excimerenbildung ist experimentell anhand des Pyrens zu untersuchen.

3.1    Erstellen Sie eine Stammlösung von Pyren und dann ausgehend von der Stammlösung eine Konzentrationsreihe

3.3    Messen Sie für jede Konzentration ein Absorptionsspektrum und bestimmen sie die Extinktion

3.4    Untersuchen Sie das Sauerstoff-Löschungsverhalten. Spülen Sie dazu die Probe mit Stickstoff und messen Sie nach verschiedenen Zeiten ein Emissionsspektrum

3.5    Messen Sie für jede Konzentration ein Anregungs- und ein Emissionsspektrum

3.6    Bestimmen Sie die konzentrationsabhängige Filterfunktion

3.7    Bestimmen Sie die Stern-Vollmer-Konstante aus der Auftragung der relativen Fluoreszenzintensitäten des Monomeren und des Excimeren als Funktion der Konzentration des Pyrens.

3.8    Die Konzentrationsabhängigkeit der Quantenausbeute der Monomeren-, der Excimeren- und der Gesamtemission ist zu diskutieren.