Was ist eine Fluoreszenzmessung?

Die meisten Moleküle befinden sich bei Raumtemperatur im niedrigsten Energiezustand, dem sogenannten Grundzustand. Innerhalb dieses Grundzustands befinden sich Schwingungsniveaus. Bevor sie angeregt werden, nehmen viele Moleküle das niedrigste Schwingungsniveau ein.

Das absorbierte Photon bewirkt, dass das Molekül einen höheren Schwingungszustand annimmt, wenn ein Molekül eine bestimmte Wellenlänge des Lichts absorbiert. Die Moleküle kollidieren dann mit anderen Molekülen, wodurch sie ihre Schwingungsenergie verlieren und auf das niedrigste Schwingungsniveau des angeregten Zustands zurückkehren. Das Molekül kann dann wieder auf das Schwingungsniveau des Grundzustands zurückkehren.

Wenn das Molekül in den Grundzustand zurückkehrt, emittiert es ein Lichtphoton in einer Wellenlänge, die sich von der Wellenlänge unterscheidet, die es angeregt hat. Dabei zeigt das Molekül Fluoreszenz. (Siehe Jablonski-Diagramm)

Fluoreszenz ist mit Fluorometern messbar. Ein Fluorometer ist ein Instrument, das entwickelt wurde, um die verschiedenen Parameter der Fluoreszenz zu messen, einschließlich seiner Intensitäts- und Wellenlängenverteilung der Emission nach der Anregung. Chemiker verwenden dies, um Eigenschaften und die Menge spezifischer Moleküle in einer Probe zu identifizieren.

Chemiker bezeichnen Moleküle, die Fluoreszenz aufweisen können, als Fluorophore.

Wissenschaftler verwenden Fluoreszenzspektrometer, um Fluorophormoleküle anzuregen und deren emittierte Fluoreszenz zu messen. Das Spektrometer bringt ultraviolettes oder sichtbares Licht mithilfe einer Photonenquelle wie einem Laser, einer Xenonlampe oder LEDs ein. Das Licht passiert einen Monochromator, der eine bestimmte Wellenlänge auswählt, oft mit einem Beugungsgitter. Ein Beugungsgitter ist eine Glas- oder Metallplatte, die mit sehr engen parallelen Linien geliniert ist und durch Beugung und Lichtinterferenz ein Spektrum erzeugt. Das Licht, das austritt, kommt in einem bestimmten Winkel aus, abhängig von seiner Wellenlänge.

Das Spektrometer fokussiert die monochromatische Wellenlänge auf die Probe. Die Probe sendet eine Wellenlänge aus, die zum Detektor übergeht. Der Detektor ist üblicherweise in einem 90-Grad-Winkel zur Lichtquelle eingestellt, um jegliche Störungen durch das durchgebrannte Anregungslicht zu vermeiden.

Emittierte Photonen treffen einen Fotodetektor. Computersoftware, die mit dem Detektor verbunden ist, erzeugt ein Spektrum, eine grafische Darstellung, die zeigt, welche Wellenlängen die Probe absorbiert.

Das Emissionsspektrum zeigt, welche Wellenlängen die Proben aussenden.