Implikasi dari spektrum eksitasi
Spektrum eksitasi fluoresensi menunjukkan perubahan intensitas fluoresensi sebagai fungsi dari panjang gelombang cahaya eksitasi.
Saya tertarik pada implikasi fisik tertentu di atas.
Apakah itu berarti, pada panjang gelombang maksimum eksitasi, sebagian besar molekul menjadi tereksitasi? Atau apakah mereka hanya memancarkan lebih banyak foton per molekul per satuan waktu?
Selain itu, jika yang pertama benar, apakah ada hubungan antara persentase molekul tereksitasi dan spektrum eksitasi?
Jawaban
Spektrum eksitasi fluoresensi menunjukkan perubahan intensitas fluoresensi sebagai fungsi dari panjang gelombang cahaya eksitasi. Apakah itu berarti, pada panjang gelombang maksimum eksitasi, sebagian besar molekul tereksitasi? Atau apakah mereka hanya memancarkan lebih banyak foton per molekul per satuan waktu?
Anda harus memahami bagaimana spektrum eksitasi dikumpulkan. Anda harus mengetahui (atau setidaknya memiliki perkiraan) emisi maksimum molekul tertentu. Misalnya, jika kita memiliki kina, saya harus tahu bahwa ia memancarkan cahaya biru dan panjang gelombang pancaran maksimum ~ 450 nm.
Sekarang kita akan memperbaiki panjang gelombang emisi pada 450 nm dan memindai seluruh rentang UV-VIS untuk eksitasi. Katakanlah, kita akan menggairahkan kina dengan 200 hingga 700 nm. Satu panjang gelombang pada satu waktu, dan hitung berapa banyak foton yang sesuai dengan 450 nm yang dipancarkan. Plot ini disebut spektrum eksitasi.
Spektrum eksitasi pada dasarnya memberi tahu Anda panjang gelombang mana (dari instrumen tertentu) yang akan menunjukkan intensitas tertinggi. Saya menekankan "instrumen tertentu" karena spektrum eksitasi harus dikoreksi untuk intensitas sumber cahaya. Ini akan bervariasi dari instrumen ke instrumen. Tidak ada yang memperbaikinya karena ini adalah prosedur yang panjang, sayangnya, normalisasi tidak dapat memperbaikinya.
Bagaimanapun, spektrum eksitasi yang dikoreksi harus sesuai bentuknya dengan spektrum absorpsi asalkan hanya ada satu fluorofor dalam molekul .
Saya ingin menghubungkan spektrum eksitasi dengan spektrum absorpsi karena sekarang kita dapat menghubungkan absorptivitas molar dengan eksitasi. Pertimbangkan absorptivitas molar sebagai ukuran probabilitas eksitasi. Semakin tinggi nilai absorptivitas molar, semakin banyak molekul yang akan menyerap cahaya dan karenanya akan lebih banyak yang memancarkan. Jadi interpretasi pertama Anda benar. Ini adalah perilaku kolektif dari semua molekul yang diterangi di dalam kuvet.
Juga ingat bahwa emisi eksitasi biasanya satu eksitasi foton dan satu emisi foton dalam sebagian besar kasus sampai dan kecuali Anda menggunakan laser mewah. Jadi Anda tidak dapat memiliki satu foton masuk, dan beberapa foton keluar dalam kasus rutin. Dalam kasus yang lebih jarang, Anda memang dapat memiliki dua foton untuk eksitasi dan satu foton keluar. Anda membutuhkan laser lagi.
Buku-buku bagus telah ditulis untuk menjelaskan semua implikasi spektroskopi fluoresensi. Tidak ada jawaban universal karena kerumitan eksperimen tersebut. Secara umum ada spektrum atom dan spektrum molekul.
- Spektrum atom cenderung memberikan spektrum garis.
- Namun untuk molekul, energi ikat elektron tidak hanya bergantung pada energi elektronik tetapi juga status getaran molekul. Kopling ini menciptakan keadaan mikro dan dengan demikian molekul cenderung memberikan puncak yang luas.
Ada juga Stokes Shift yang menunjukkan bahwa foton yang menarik pasti memiliki energi yang lebih besar daripada foton yang dipancarkan. Ini sebagian besar benar, tetapi ada juga radiasi resonansi, dan radiasi anti-Stokes.
Diberikan:
Spektrum eksitasi fluoresensi menunjukkan perubahan intensitas fluoresensi sebagai fungsi dari panjang gelombang cahaya eksitasi.
Apakah itu berarti, pada panjang gelombang maksimum eksitasi, sebagian besar molekul tereksitasi?
Mungkin...
Biasanya ketika mencoba mengukur sensitivitas eksitasi, Anda akan menormalkan jumlah foton eksitasi. Anggap saja sebagai berapa banyak foton emisi yang akan dilepaskan per foton eksitasi versus energi foton yang menarik. (Ini biasanya akan dianggap kurang dari 1). Namun spektrum eksitasi nyata tidak perlu memiliki intensitas foton yang sama di setiap energi. Jadi banyak foton eksitasi pada energi yang tidak optimal dapat menghasilkan lebih banyak foton eksitasi daripada energi optimal pada intensitas yang lebih rendah.
Atau apakah mereka hanya memancarkan lebih banyak foton per molekul per satuan waktu?
Secara umum, satu foton eksitasi menciptakan satu keadaan tereksitasi yang mungkin membusuk oleh emisi foton.
Tentu saja ada laser di mana atom atau molekul dipompa ke keadaan tereksitasi, kemudian satu foton dapat merangsang beberapa emisi.
Selain itu, jika yang pertama benar, apakah ada hubungan antara persentase molekul tereksitasi dan spektrum eksitasi?
Hasil kuantum fluoresen adalah jumlah foton eksitasi yang dipancarkan per keadaan tereksitasi.