Методы измерения длительности люминесценции

Импульсный
Возбуждение одиночным или периодически
повторяемым импульсом
Изучение короткоживущих электронных
состояний (нс)
Фазово-модуляционный
Возбуждение непрерывным источником света,
интенсивность которого промодулирована с
некоторой частотой
Изучение короткоживущих электронных
состояний (нс), молекулярной фосфоресценции
(мс-10с)
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КИНЕТИКИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

Возбуждение синусоидально модулированным
светом → флуоресценция отстает по фазе
относительно возбуждающего излучения и
имеет ту же частоту
ФАЗОМОДУЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД
Интенсивность флуоресценции
где i(t) – характеристическая функция молекулярной
флуоресценции, L(t) – интенсивность
возбуждающего света

По разности фаз
между волной
излучения и
волной
возбуждения:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАТУХАНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАТУХАНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ
По величине относительного коэффициента
модуляции свечения молекул:

Модуляторы: ячейки Поккельса и Керра,
ультразвуковые модуляторы (частота модуляции
2-10 МГц)
Диапазон измеряемых времен затухания
люминесценции 0.1-10 нс
ФАЗОМОДУЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД

ИМПУЛЬСНЫЙ МЕТОД
Наблюдаемая интенсивность флуоресценции
где i(t) – характеристическая функция молекулярной
флуоресценции, I(t) – аппаратурная характеристи-
ческая функция

Методом моментов:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ ВОЗБУЖДЕННОГО
СОСТОЯНИЯ
где t0 – среднее время жизни возбужденного
cостояния молекулы; tf – среднее время жизни
возбужденного cостояния молекулы, определенное
с помощью системы регистрации; tI – постоянная
времени прибора

Стробоскопический
метод: повторение
кинетической
кривой процесса
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ ВОЗБУЖДЕННОГО
СОСТОЯНИЯ

Метод счета фотонов: измерение времени
испускания отдельных фотонов
Многоканальный амплитудный анализатор
накапливает импульсы определенной амплитуды
(до 105 фотонов), затем анализируется кинетика
флуоресценции
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ ВОЗБУЖДЕННОГО
СОСТОЯНИЯ

Временное разрешение ~0.5 нс
Возбуждение с помощью импульсных ламп
(длительность импульса ~1нс), лазеров (до ~10пс)
ИМПУЛЬСНЫЙ МЕТОД