引言

通常情況下，熒光分光光度計(jì)常使于分析那些置于10mm比色皿中的液體樣品，但研究級(jí)儀器的用途其實(shí)是非常廣泛的。無(wú)論在工業(yè)領(lǐng)域還是學(xué)術(shù)界，各學(xué)科對(duì)固體材料的興趣與日俱增。Thermo Scientific Lu-mina 熒光分光光度計(jì)在固體材料熒光性能測(cè)定中有廣泛的應(yīng)用，在本應(yīng)用指南中我們將對(duì)黑暗中發(fā)光的藍(lán)色和綠色塑料星形樣品的熒光、磷光特征進(jìn)行分析。

熒光激發(fā)和發(fā)射光譜

在*項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，利用L u m i n o u s ™ 軟件中的WaveScan應(yīng)用程序獲取樣品的熒光發(fā)射和激發(fā)光譜。當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為366nm，發(fā)射波長(zhǎng)為460nm時(shí)，藍(lán)色樣品可獲得*測(cè)試結(jié)果。激發(fā)、發(fā)射狹縫均設(shè)為5nm，曝光時(shí)間為20ms，以1nm數(shù)據(jù)間距進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。藍(lán)色星形塑料的熒光光譜如圖1所示。綠色星形塑料熒光發(fā)射和激發(fā)光譜與藍(lán)色星形塑料的光譜截然不同，包含一個(gè)主激發(fā)峰（位于462nm處）和一個(gè)較強(qiáng)發(fā)射峰（位于507nm處）（數(shù)據(jù)未顯示）。

磷光光譜和熒光光譜

使用 WaveScan 軟件應(yīng)用程序可測(cè)量樣品的磷光發(fā)射光譜。對(duì)于磷光材料，激發(fā)光使分子進(jìn)入激發(fā)態(tài)，然

后經(jīng)過(guò)系間竄躍到達(dá)激發(fā)三重態(tài)。雖然這種轉(zhuǎn)變是禁止的，但是分子zui終會(huì)以輻射的形式發(fā)射光子躍遷到基態(tài)的任一振動(dòng)能級(jí)上，這時(shí)發(fā)射的光子稱為磷光。所謂的“在黑暗中發(fā)光”的材料通常都是磷光性材料，其三重態(tài)的存在時(shí)間為數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)不等。本實(shí)驗(yàn)中，將樣品暴露于激發(fā)光中，關(guān)閉遮光板，然后測(cè)定其磷光強(qiáng)度。對(duì)光譜中的每個(gè)點(diǎn)均進(jìn)行了重復(fù)測(cè)試。圖 2 為綠色和藍(lán)色樣品譜。106,161);fontsize:9.0000pt;" >在本實(shí)驗(yàn)中，利用Thermo Fisher 的 Lumina 熒光分光光度計(jì)和紅外激光附件對(duì)上轉(zhuǎn)換（Upconversion）材料的熒光性能進(jìn)行了研究。分析結(jié)果與上轉(zhuǎn)換（Upconver-sion）原理一致，樣品吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅外光后在短波長(zhǎng)可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)釋放熒光。

圖 2：綠色和藍(lán)色樣品的磷光光譜

在本應(yīng)用案例中，將激發(fā)光柵設(shè)為零階狀態(tài)，使用寬波段的氙燈光源激發(fā)樣品，并持續(xù)3秒。雖然前述兩個(gè)樣

品的熒光光譜*不同，但它們的磷光光譜卻很類似，這表明兩種塑料使用了同一種可產(chǎn)生磷光效應(yīng)的化合

物。

Lumina分光光度計(jì)除了可測(cè)量熒光和磷光外還有第三種數(shù)據(jù)模型：Luminescence（冷發(fā)光）。圖3為將樣品置于光譜儀后立即測(cè)得的兩次重復(fù)冷發(fā)光光譜。所示磷光光譜僅用于進(jìn)行對(duì)比。

圖3：A）綠色塑料的磷光光譜，B）暴露于明亮室光后的冷發(fā)光光譜，C）*次光譜測(cè)試后的再次測(cè)得的冷發(fā)光光譜，該光譜伴隨一定的強(qiáng)度損耗。style="mso-spacerun:'yes';font-family:'Times New Roman';" > 物。

測(cè)定磷光衰減

兩次測(cè)得的冷發(fā)光光譜的差異表明，暴露于光照條件后，磷光信號(hào)急劇減弱。為研究這種影響，我們使用了Luminous軟件中的TimeScan應(yīng)用程序。我們使用時(shí)間掃描技術(shù)研究樣品在527nm處的磷光強(qiáng)度變化。每200縫設(shè)為10nm，激發(fā)光為342nm。圖4為兩個(gè)樣品的測(cè)量結(jié)果。雖然兩個(gè)樣品的熒光光譜不同，但它們的磷光衰減狀況非常類似，再次表明塑料中添加了同種化合物。本應(yīng)用中zui后的實(shí)驗(yàn)是用于測(cè)量不同曝光時(shí)間下的衰減曲線。圖5為曝光時(shí)間從10秒減為0.2 秒時(shí)的衰減曲線。將樣品曝光于激發(fā)光下10秒和5秒后關(guān)閉遮光板，測(cè)量樣品的磷光衰減情況，這時(shí)的衰減速率很類似。即使曝光時(shí)間為0.2秒，測(cè)量磷光衰減前，大量分子已處于激發(fā)狀態(tài)。

結(jié)論

在本應(yīng)用中，我們利用Lumina熒光分光光度計(jì)和Lumi-nous軟件的幾項(xiàng)功能對(duì)固體材料的熒光和磷光進(jìn)行了

研究。此外，我們還利用Lumina的冷發(fā)光測(cè)試功能驗(yàn)證了室光激發(fā)的光譜與磷光數(shù)據(jù)采集模式下得到的光譜

是類似的。上述一系列實(shí)驗(yàn)充分證實(shí)了Lumina熒光分光光度計(jì)具有強(qiáng)大的材料分析表征功能。