量子產(chǎn)率是***個基本的光物理參數(shù)，它描述了***個樣品的熒光效率，被定義為發(fā)射的光子數(shù)量與樣品吸收的光子數(shù)量的比率。準確和可靠的量子產(chǎn)率測量對包括顯示材料、太陽能電池、生物成像和藥物開發(fā)等應(yīng)用非常重要。
有兩種測量量子產(chǎn)率的方法：絕對法和相對法。在絕對法中，量子產(chǎn)率是用積分球直接測量的，而在相對法中，未知樣品的熒光強度與標準樣品的熒光強度相比較，以計算出未知樣品的量子產(chǎn)率。愛丁堡FS5熒光光譜儀（圖1）通過相對法測量2-氨基吡啶（2AMP）的量子產(chǎn)率。2AMP在硫酸（H2SO4）中的量子產(chǎn)率以前曾被用作紫外-可見光范圍內(nèi)的參考標準。2AMP的量子產(chǎn)率在1968年測量為60%1，在1983年測量為66%2。這些文獻中的量子產(chǎn)率參考值現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年的歷史了，這里我們用1M H2SO4中的硫酸奎寧（QBS）作為參考標準，用愛丁堡FS5熒光光譜儀對2AMP在1M H2SO4中的量子產(chǎn)率進行了重新測量和評估。2AMP的相對量子產(chǎn)率可以通過以下公式計算3
公式1
其中下標S和R分別表示待測樣品（2AMP）和參比樣品（QBS）。Φ是量子產(chǎn)率，I是綜合熒光強度，A是激發(fā)波長下的吸光度。n是平均發(fā)射波長下用于待測樣品和參比樣品的溶劑的折射率。本文中，2AMP和QBS都使用了相同的溶劑（1M H2SO4），所以這項值為1。
為了提高計算出的量子產(chǎn)率值的準確性和精確性，***好的方法是準備和測量幾個不同濃度的待測樣品和參比樣品。通過繪制2AMP和QBS的I與1-10-A的關(guān)系，可以用斜率（GradS和GradR）來計算量子產(chǎn)率（公式2）。這種方法可以防止?jié)撛谡`差，如染料聚集，在較高的濃度導(dǎo)致的非線性。公式2
準備五種不同濃度的2AMP 1M H2SO4的溶液和五種QBS在1M H2SO4中的溶液。使用FS5熒光光譜儀測量吸收和熒光光譜，該熒光光譜儀配備有150W氙燈、PMT-980檢測器和SC-05比色皿支架。
***先，通過使用FS5的內(nèi)置透射檢測器測量吸收光譜來確定五個濃度2AMP和QBS溶液的吸光度值。在激發(fā)波長（310 nm）下，溶液的吸光度值被保持在0.1以下，以盡量減少內(nèi)濾效應(yīng)的影響，吸光度值范圍在0.008和0.098之間。2AMP和QBS的歸***化吸收光譜顯示在圖2a中。圖2：（a）2AMP（綠色）和QBS（紫色）的歸***化吸光光譜。(b) 2AMP（綠色）和QBS（紫色）的歸***化熒光光譜。(c) 不同濃度的2AMP的熒光光譜。C1溶液是濃度***低的（在310nm處的吸光度=0.01），C5是濃度***高的（在310nm處的吸光度=0.098）。所有光譜都是在愛丁堡FS5熒光光譜儀獲得。
接下來，采集了5個2AMP和QBS溶液的熒光光譜。熒光光譜儀檢測的熒光強度取決于激發(fā)波長、激發(fā)和發(fā)射帶寬以及積分時間。通過保持這些參數(shù)相同，2AMP和QBS的綜合熒光強度、IS和IR可以比較。實驗參數(shù)是λex=310 nm，激發(fā)和發(fā)射帶寬分別設(shè)置為3 nm和0.5 nm，步長為1 nm，積分時間為0.5 s。圖2b顯示了2AMP和QBS的歸***化熒光光譜。每個濃度的2AMP的熒光光譜被合并到Fluoracle中***張圖（圖2c）。公式2中的斜率GradS可以使用Fluoracle的線性分析功能從圖2c中的2AMP光譜中計算出來，如圖3所示。為了計算GradS校準參數(shù)被設(shè)置為面積（橙色框），變量名稱被設(shè)置為1-10-A（綠色框）。按 "應(yīng)用 "計算面積（綜合熒光強度）。然后輸入從吸收光譜中得到的每種濃度的2AMP的吸光度項（1-10-A）值（淺藍色框）。圖3：Fluoracle中圖2c的線性分析
校準類型為線性，并勾選了通過零點的曲線（深藍色框）。熒光強度與吸光度的積分項與線性擬合***起繪制在屏幕的右下方。曲線的斜率（GradS）為K1（紅色框）。然后對五個QBS光譜重復(fù)同樣的過程來計算斜率GradR。兩條曲線及其計算的斜率都顯示在圖4中。圖4：綜合熒光強度與2AMP和QBS的吸光度的關(guān)系
QBS在H2SO4中的量子產(chǎn)率的文獻值為ΦR=56.1%4。然后用公式2計算出2AMP在H2SO4中的量子產(chǎn)率為64.3%，這個值與以前報道的60%和66%的值***致。結(jié) 論
愛丁堡FS5熒光光譜儀用相對法測定2AMP在1M H2SO4中的量子產(chǎn)率。通過FS5 Fluoracle軟件的線性分析功能，數(shù)據(jù)分析變得簡單。使用QBS作為參考標準，計算出2AMP的量子產(chǎn)率為64.3%。這個數(shù)值與以前的文獻報告相***致，表明FS5可以進行準確和可靠的相對量子產(chǎn)率測量。
(文章來源于儀器網(wǎng))
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