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用于材料科學(xué)的PicoQuant, 使用穩(wěn)態(tài)和時間分辨技術(shù)研究光致發(fā)光

來源:武漢東隆科技有限公司   2023年03月20日 15:08  
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研究材料的原子或分子結(jié)構(gòu)與其宏觀性質(zhì)之間的關(guān)系是材料科學(xué)跨學(xué)科領(lǐng)域的核心工作,這有助于研究或改善材料特性以提高性能。


熒光壽命(或者廣泛意義上的光致發(fā)光壽命)是發(fā)光物質(zhì)的固有特性,可以洞察物質(zhì)激發(fā)態(tài)動力學(xué)。時間分辨光致發(fā)光(TRPL)是研究導(dǎo)致光子發(fā)射的快速電子失活過程的工具,這種過程稱為熒光。處于低發(fā)激發(fā)單線態(tài)分子的壽命通常從幾皮秒到納秒不等。這種熒光壽命可能受到分子環(huán)境(例如溶劑,、猝滅劑(O2)的存在或溫度)以及與其他分子相互作用的影響。像熒光共振能量轉(zhuǎn)移,、淬滅,、溶劑化動力學(xué)或分子旋轉(zhuǎn)等過程也對衰減動力學(xué)有影響。因此,,壽命的變化可以提供關(guān)于局部化學(xué)環(huán)境的信息或者對反應(yīng)機(jī)理的洞察,。

 

有些物質(zhì)如金屬-有機(jī)配合物、無機(jī)晶體結(jié)構(gòu),、半導(dǎo)體和新型雜化材料的發(fā)射壽命從納秒到微秒甚至幾毫秒不等。在這種情況下,,這些發(fā)光物質(zhì)從低下激發(fā)的三重態(tài)弛豫下來發(fā)出一個光子,,這個過程被稱為磷光。

 

時間相關(guān)單光子計數(shù)(TCSPC)是一種常用的 TRPL 測量方法,。TCSPC 的工作原理是測量樣品被激光脈沖激發(fā),,到探測器上檢測到樣品發(fā)出熒光光子信號之間的時間差,。那么TCSPC工作就需要定義一個“開始”信號和一個“停止”信號,“開始”信號由脈沖激光的同步觸發(fā)輸出或者快速光電二極管脈沖輸出信號提供,, “停止”信號是通過單光子探測器檢測到光子信號來實(shí)現(xiàn),。因?yàn)闊晒獍l(fā)射的統(tǒng)計學(xué)性質(zhì),對這一時間差進(jìn)行重復(fù)多次測量,,然后根據(jù)到達(dá)時間將檢測到的事件時間排序成一個直方圖,,這樣就可以重建光致發(fā)光衰減曲線。


為此,,PicoQuant提供了強(qiáng)大的工具:

如穩(wěn)態(tài)和時間分辨光譜儀FluoTime250和FluoTime300,,其中FluoTime300的新型FluoMic附加組件提供了一種對遠(yuǎn)程樣品進(jìn)行熒光光譜快速、簡便檢測的方法,。

②或聯(lián)用時間分辨熒光共聚焦顯微鏡MicroTime100(TRPL Mapping),,用于研究材料的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)動力學(xué)過程,以及空間特性,。

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全自動緊湊型模塊化熒光壽命光譜儀FluoTime 250

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高性能熒光壽命和穩(wěn)態(tài)光譜儀FluoTime 300

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正置時間分辨熒光顯微系統(tǒng)MicroTime 100

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單分子時間分辨共聚焦熒光顯微系統(tǒng)MicroTime 200

典型應(yīng)用

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材料學(xué):

• TRPL,,時間分辨的光致發(fā)光光譜

• TRPL Imaging, 時間分辨的光致發(fā)光光譜及成像

• 熒光上轉(zhuǎn)換研究

• 薄膜太陽能電池的載流子擴(kuò)散長度


生物學(xué),生物物理,,生物化學(xué)領(lǐng)域:

• FLIM,,熒光壽命成像共聚焦顯微

• FRET,福斯特共振能量轉(zhuǎn)移

• FCS,,熒光相關(guān)光譜

• STED,,超分辨顯微成像

通過FluoMic可獲得更多信息

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FluoMic是德國PicoQuant公司專為其全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300提升微區(qū)測量功能而推出的升級組件,該FluoMic微區(qū)測量升級套件能將全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300和熒光顯微鏡結(jié)合起來,,在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀測量的情況下,,擴(kuò)展微區(qū)測量的功能。


FluoMic微區(qū)測量升級套件的預(yù)對準(zhǔn)光纖將全自動熒光壽命光譜儀FluoTime 300的皮秒脈沖光源或穩(wěn)態(tài)光源引入顯微鏡,,并照射于待測樣品上,,樣品(空間分辨率低于2μm)發(fā)射光信號通過光纖收集并傳導(dǎo)到全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300的檢測端。從而實(shí)現(xiàn)樣品位于光譜儀之外的熒光壽命和光譜的顯微微區(qū)測量,。


通過FluoMic微區(qū)測量升級套件,,一方面能夠突破原有樣品倉的局限,可將全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300的功能引入遠(yuǎn)程樣品中,;另一方面,,因?yàn)榕c顯微鏡結(jié)合,可以定位收集很小區(qū)域(低至2μm)的信號光,,進(jìn)行微區(qū)的穩(wěn)態(tài),、時間分辨熒光光譜檢測,突破原本全自動熒光壽命光譜儀FluoTime300的空間分辨局限,。

將熒光光譜與共聚焦顯微鏡相結(jié)合

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我們的解決方案,,可以將穩(wěn)態(tài)和時間分辨光譜儀與顯微鏡的掃描功能結(jié)合起來,。這種解決方案為很多研究提供了可能性,例如對多種材料發(fā)光過程空間依賴性的研究等,。


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