In this blog post, the differences between molecular absorption, excitation and emission spectra are explained.
Absorption Spectra
Figure 1: Absorption spectrum of anthracene in cyclohexane measured using the FS5 Spectrofluorometer. Experimental parameters: Δλ = 1 nm.
Absorptionsspektren (auch bekannt als UV-Vis-Spektren, Absorptionsspektren und elektronische Spektren) zeigen die Änderung der Extinktion einer Probe als Funktion der Wellenlänge des einfallenden Lichts (Abbildung 1) und werden mit einem Spektralphotometer gemessen. Absorptionsspektren werden gemessen, indem die Wellenlänge des einfallenden Lichts mit einem Monochromator variiert und die Intensität des durchgelassenen Lichts auf einem Detektor aufgezeichnet wird. Die Lichtintensität, die durch die Probe ISample (z. B. ein in Lösungsmittel gelöster Analyt) und die Lichtintensität durch einen Rohling IBlank (nur Lösungsmittel) übertragen wird, werden aufgezeichnet und die Absorption der Probe berechnet unter Verwendung von:
Die Extinktion ist linear proportional zur molaren Konzentration der Probe; Dies ermöglicht die Berechnung der Konzentration der Probe aus dem Absorptionsspektrum unter Verwendung des Beer-Lambert-Gesetzes.
Abbildung 2: Schematische Darstellung der Messung von Absorptionsspektren in einem Spektralphotometer.
Anregungsspektren
Abbildung 3: Fluoreszenz-Anregungsspektrum von Anthracen in Cyclohexan gemessen mit dem FS5-Spektrofluorometer. Experimentelle Parameter: λem = 420 nm, Δλem = 1 nm, Δλex = 1 nm.
Fluoreszenzanregungsspektren zeigen die Änderung der Fluoreszenzintensität als Funktion der Wellenlänge des Anregungslichts (Abbildung 3) und werden mit einem Spektrofluorometer gemessen. Die Wellenlänge des Emissionsmonochromators wird von der Probe auf eine Wellenlänge bekannter Fluoreszenzemission eingestellt, und die Wellenlänge des Anregungsmonochromators wird über den gewünschten Anregungsbereich abgetastet und die Intensität der Fluoreszenz in Abhängigkeit von der Anregungswellenlänge auf dem Detektor aufgezeichnet. Wenn die Probe der Kasha-Regel und der Vavilov-Regel gehorcht, sind das Anregungsspektrum und das Absorptionsspektrum identisch (vergleiche Abbildungen 1 und 3). Anregungsspektren können daher als fluoreszenzdetektierte Absorptionsspektren betrachtet werden.
Figure 4: Schematic of the measurement of excitation spectra in a spectrofluorometer.
Emission Spectra
Figure 5: Fluorescence emission spectrum of anthracene in cyclohexane measured using the FS5 Spectrofluorometer. Experimental parameters: λex = 340 nm, Δλex = 1 nm, Δλem= 1 nm
Fluoreszenzemissionsspektren zeigen die Änderung der Fluoreszenzintensität als Funktion der Wellenlänge des Emissionslichts (Abbildung 5) und werden mit einem Spektrofluorometer gemessen. Die Wellenlänge des Anregungsmonochromators wird auf eine Wellenlänge bekannter Absorption durch die Probe eingestellt, und die Wellenlänge des Emissionsmonochromators wird über den gewünschten Emissionsbereich und die Intensität der auf dem Detektor aufgezeichneten Fluoreszenz in Abhängigkeit von der Emissionswellenlänge abgetastet.
Abbildung 6: Schematische Darstellung der Messung von Emissionsspektren in einem Spektrofluorometer.
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Weitere Informationen zur Theorie der Absorption und Fluoreszenzspektroskopie finden Sie im Abschnitt Häufig gestellte Fragen in unserem Blog.
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