Medidas espectroscópicas de absorción y luminiscencia

Los componentes básicos del sistema de medición espectroscópica son los mismos para ambas técnicas. Sin embargo, debido a las diferencias inherentes entre las dos técnicas, se hace necesaria alguna orientación y otros cambios en la configuración del sistema.

El artículo actual enfatiza la necesidad de tales diferencias.

Dirección del haz:

Es esencial darse cuenta de que en las mediciones de absorbancia, tanto el haz incidente como el emitido se mueven en la misma dirección después de la absorción a través de la muestra. En luminiscencia, las moléculas de la muestra irradian luz universal en todas las direcciones. Las mediciones de absorción requieren que el detector esté alineado en la misma dirección que el haz incidente. Sin embargo, con la luminiscencia, el detector es perpendicular a la dirección del haz incidente. Esta alineación asegura la ausencia de interferencia de la luz luminiscente del componente de luz transmitida.

Fuente de luz

La emisión de fluorescencia de una molécula aumenta con la intensidad de la fuente de luz. Una potente fuente de luz contribuye a la mejora de la sensibilidad. Las lámparas de filamento de tungsteno y de deuterio no son adecuadas para aplicaciones fluorescentes y la fuente de energía requerida se logra mediante el uso de lámparas de vapor de mercurio o de arco de xenón. Los espectrómetros de luminiscencia también utilizan fuentes de excitación láser que producen un haz de luz monocromático coherente que no requiere el monocromador de excitación. Ciertas muestras sensibles a la luz requieren fuentes de xenón pulsado para evitar la degradación de la muestra o el fotoblanqueo

Monocromadores de excitación y emisión

Los espectrofotómetros de absorción requieren solo un monocromador en la trayectoria del haz para aislar la longitud de onda requerida. El detector ve la misma longitud de onda después de la absorción por la muestra. Sin embargo, en las mediciones de fluorescencia, la muestra da lugar a una gama de longitudes de onda emitidas y, utilizando el monocromador de emisión, es posible aislar la longitud de onda para una sensibilidad óptima.

Células de muestra

Tanto las mediciones de absorbancia como las de luminiscencia se pueden realizar utilizando cubetas o celdas de flujo. Las celdas de vidrio se pueden usar en mediciones de absorbancia y luminiscencia en el rango visible, pero las celdas de cuarzo deben usarse tanto para rangos UV como visibles. Las mediciones de absorbancia requieren celdas cuadradas mecanizadas con precisión. Sin embargo, las celdas circulares que son menos costosas se pueden usar para mediciones de fluorescencia sin sacrificar la sensibilidad.

Mediciones de fosforescencia

Las emisiones de fosforescencia ocurren después de un retraso de tiempo significativo después de que se irradia la muestra. Se logra una mayor sensibilidad a bajas temperaturas ambientales de nitrógeno líquido a 77 ° K. A una temperatura tan baja, el disolvente debería existir como un vidrio transparente y duro.

La muestra se toma en un tubo estrecho de cuarzo y en un dewar de nitrógeno líquido. Sin embargo, se pueden realizar estudios a temperatura ambiente en algunos materiales inorgánicos que muestran una fosforescencia significativa sin ningún tratamiento previo.

Es posible registrar la fluorescencia y la fosforescencia simultáneamente ya que tales emisiones ocurren en diferentes longitudes de onda. La interferencia común entre dichas mediciones se puede eliminar mediante el uso de mecanismos de escotilla de excitación y emisión. Cuando se corta la luz incidente, la fluorescencia se detiene, pero la fosforescencia continúa. El movimiento mecánico del obturador puede ayudar a distinguir entre las dos emisiones.

Los artículos posteriores abordarán áreas clave donde las mediciones de fluorescencia han encontrado aplicaciones importantes.