圆偏振发光的基础知识

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发表时间:2023-12-06 11:00

圆极化发光简介

圆二色谱(CD)光谱法被广泛用于研究光学活性物质。近年来,圆偏振发光(CPL)光谱也吸引了大量的关注。CD光谱提供了关于光学活性物质在地面电子状态下的结构信息,而CPL光谱提供了关于激发态的信息。因此这两种方法是相互补充的。

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图1 CD和CPL的区别

表现出圆偏振发光的材料目前正在被积极研究,以应用于液晶显示器背光、三维(3D)显示器、全息显示器、控制植物生长的光源以及光通信和印刷的安全系统等领域。因此,确定发射单手圆偏振光(CPL)并具有高量子产率的分子是很重要的。CPL光谱包含重要的信息,如激发分子的稳定结构,以及这些分子在涉及中间激发态的化学反应中的行为。一般来说,样品的荧光信号很弱,而CPL信号更弱,因此难以检测。JASCO CPL-300实现了检测这种微弱CPL信号的高灵敏度,并可在宽广的波长范围内进行测量。

CPL-300

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图2 CPL-300 CPL分光光度计

光学系统

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图.3 CPL-300的光学系统

来自光源的光线首先通过一个单色器,然后用非偏振光照射样品。样品发出的左手和右手的圆偏振荧光在50kHz的频率下用PEM交替进行线性偏振。一个偏振器被放置在PEM的后面,偏振的荧光与PEM的调制同步传输,并通过一个单色器,然后被一个检测器检测。

特点

双棱镜单色器

低杂散光,无二阶辐射,无Wood's异常,最大限度地减少伪影。

180°样品几何形状,无偏振激发光

可以测量具有不同吸收和荧光过渡时刻的样品,并且不会出现去极化现象

激发(Ex)和发射(Em)单色器

可以设置优化的Ex波长和Em光谱带宽

高通量的光学系统和高灵敏度的PMT

提高荧光灵敏度

数据收集和处理

同时测量CPL和荧光强度

一键式数据转换为DI和*glum

*glum: 发光不对称系数

实验性

高分辨率测量表现出非常窄的CPL和荧光带的复合物

Lanthanoid复合物因其强烈的尖锐光发射而被广泛用作LED材料。它们在三维显示和安全标记等产品中也有潜在的应用,目前正在合成和评估表现出CPL的镧系化合物。

右图显示了Eu(facam)3的CPL光谱随荧光带宽(SBW)的变化。即使对于像Eu(facam)3这样产生非常尖锐的CPL光谱的化合物,CPL-300也能够在小的荧光带宽下进行高分辨率的测量。

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图4 Eu(facam)3的高分辨率CPL光谱

绿色荧光蛋白(GFP)的高灵敏度测量

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图5 野生型GFP的CPL和荧光光谱

图5(a)显示了野生型GFP的CPL光谱。 虽然样品浓度只有30μg/mL,光路长度只有10mm,但通过增加累积次数可以清楚地观察到CPL光谱。

尽管通过使用更多的累积次数可以进一步提高信噪比,但蛋白质在长时间的光照下会发生光降解。因此,我们监测了荧光光谱的时间变化。图5(b)显示了在CPL测量过程中获得的第1、9、25和36次荧光光谱。可以看出,即使经过36次累积,光谱形状也没有发生变化。

固体样品的测量

在含有粉末的固体样品的情况下,光谱可能会受到双折射造成的伪影的影响。为了确定是否存在这种伪影,有必要测量对映体以获得对称光谱,并围绕光轴旋转样品以发现光谱形状是否改变。

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图7显示了使用这种颗粒支架测量的KBr颗粒中的粉末状Eu(facam)3的光谱。这些光谱是在旋转角度为0°、45°和90°时获得的。可以看出,光谱形状没有随着旋转角度的变化而发生明显的变化,表明不存在各向异性的伪影。

磁性CPL

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CPL光谱形状根据磁场的方向而倒置

结论

● CPL光谱学作为chiro光学光谱学正受到越来越多的关注。

● CPL-300具有高分辨率、高灵敏度和无伪影的测量能力。

CPL-300有望为促进进一步研究CPL材料用于3D显示和安全墨水等应用做出贡献。

文章分类: 光电百科
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