Espectrômetro de Fotoluminescência - Modelo FLS1000 - EDHIMBURG INSTRUMENTS

•  Pacote de software Fluoracle ® – interface de usuário facilmente acessível e recursos atualizados
• Resolução mais alta - monocromadores de distância focal de 325 mm fornecem excelente precisão e excelente rejeição de luz difusa com tamanho mínimo de passo
• Medições mais rápidas – maiores velocidades de digitalização e desempenho líder
• Maior automação – facilidade de uso até mesmo para as configurações mais complexas
• O NOVO MicroPL Upgrade permite medições de fotoluminescência espectrais e resolvidas no tempo de amostras na escala microscópica
• Demonstração em vídeo ao vivo - entre em contato conosco para agendar uma demonstração online. Podemos aceitar suas amostras e conversar com você durante o processo enquanto executamos medições de teste.

Descrição O espectrômetro FLS1000 define o padrão em espectroscopia de fotoluminescência de estado estacionário e de resolução temporal para pesquisa fundamental e aplicações laboratoriais de rotina. O sistema é um espectrômetro modular de fluorescência e fosforescência para medir espectros da faixa espectral ultravioleta ao infravermelho médio (até 5.500 nm) e tempos de vida que variam de picossegundos a segundos. Tudo isso pode ser alcançado por meio de várias rotas de atualização, no momento do pedido ou no futuro. Esteja você estudando fotofísica, fotoquímica, biofísica, bioquímica, ciências de materiais ou da vida, o FLS1000 permitirá que você meça de forma confiável e precisa espectros e cinética de luminescência usando fontes, detectores, técnicas de aquisição, óptica de qualidade e precisão de última geração mecânica. A grande câmara de amostra abrigará praticamente qualquer tipo de acessório de amostra. A alta sensibilidade é um pré-requisito para medições de baixas concentrações de amostra, pequenos volumes de amostra ou baixos rendimentos quânticos de amostra. A sensibilidade garantida do instrumento de >35.000:1 para a medição padrão de água Raman usando o método SQRT é inigualável na indústria. O FLS1000 possui uma interface USB e todos os modos de operação são controlados por UM módulo de aquisição de dados e UM pacote de software Fluoracle completo para aquisição e análise de dados. Fonte de luz, detector, grade, fendas, polarizadores são todos controlados por computador para medições precisas e precisas.

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Fontes de excitação O FLS1000 vem de fábrica com uma lâmpada de arco de xenônio de 450 W sem ozônio que cobre uma faixa de 230 nm a >1000 nm para medições em estado estacionário. Uma variedade de outras fontes pode ser integrada, incluindo lâmpadas de microssegundos, lâmpadas de nanossegundos, lasers de diodo pulsado ( Série EPL , Série HPL , Série VPL ), diodos emissores de luz pulsada ( Série EPLED , Série VPLED ), lasers supercontínuos, lasers de Ti:safira, Q -lasers de estado sólido e OPOs comutados, lasers de corante e lasers infravermelhos CW e pulsados ​​para medições de conversão ascendente. Monocromadores Monocromadores Czerny-Turner de grade simples e dupla estão disponíveis no FLS1000 com distância focal de 325 mm (ou 2 x 325 mm), alto rendimento óptico, excelente rejeição de luz difusa e baixa dispersão temporal. Os monocromadores apresentam torres de grade tripla 'plug-and-play' com até três grades em cada torre e fendas controladas por computador. Detectores Uma gama completa de opções de detectores está disponível para aumentar a faixa de cobertura espectral e/ou reduzir a largura de resposta instrumental para medições de vida útil. O instrumento vem de fábrica com um detector PMT-900 em uma caixa refrigerada que cobre uma faixa de 185 nm – 900 nm. No modo TCSPC a largura de resposta instrumental é de aproximadamente 600 ps. Os detectores opcionais incluem: PMTs de alta velocidade em uma caixa refrigerada com resposta do instrumento <200 ps, ​​MCP-PMT em caixas refrigeradas com uma resposta <25 ps, NIR-PMTs para cobrir faixas espectrais de até 1700 nm com sensibilidade e velocidade de contagem de fótons, InGaAs detectores com cobertura espectral de até ~1,65 μm, 2,05 um e 2,55 μm, detectores InAs e InSb para cobrir até 5,50 μm. Suportes de Amostra No coração do FLS1000 está uma câmara de amostra excepcionalmente grande que permite o acesso à amostra de todos os lados, superior e inferior. Isso garante compatibilidade e simplifica o acesso a uma variedade de porta-amostras. Edinburgh Instruments: Soluções de espectroscopia de fotoluminescência para fotofísica, fotoquímica, ciências dos materiais e ciências da vida. Especificações técnicas

Especificações	Espectral	Vida útil da fosforescência	Vida útil de fluorescência
Modo de operação	Contagem de fóton único	Contagem de fóton único com resolução de tempo (escala multicanal - MCS)	Contagem de fóton único correlacionada ao tempo (TCSPC)
Período de vida	Milissegundos para horas	10 ns - 50 s *	5 ps - 10 µs *
Sensibilidade	>35.000:1 **	n / D	n / D
Fontes de excitação
Modelo	Lâmpada de arco de xenônio de 450 W sem ozônio	Lanterna de microssegundo	Lasers de diodo pulsado de picossegundos (EPLs) e LEDs pulsados ​​(EPLEDs)
Faixa Espectral	230 nm-> 1000 nm	200 nm - > 1000 nm	Comprimentos de onda discretos entre 250 nm - 980 nm
Largura do pulso	n / D	1µs – 2µs	a partir de 60ps
Opções	Lâmpada geradora de ozônio com faixa espectral 200 nm – >1000 nm	Lasers pulsados ​​com taxa de repetição baixa a média	Lanterna de nanossegundos 200 nm – >400 nm largura de pulso <1 ns
* dependente da fonte e do detector ** condições padrão de medição Raman de água: Comprimento de onda de excitação = 350 nm, larguras de banda de excitação e emissão = 5 nm, tamanho do passo = 1 nm, tempo de integração = 1 s, comprimento de onda de emissão = 397 nm, ruído medido a 450 nm e cálculo baseado no método SQRT

   

Monocromador	Especificações
Modelo	Czerny-Turner com torre de grade tripla 'plug and play'
Comprimento focal	325 mm (monocromadores duplos: 2 x 325 mm)
Rejeição de luz difusa	1:10-5 (simples), 1:10-10 (duplo)
Grades	Montado em torre de grade tripla
Precisão	+/- 0,2 nm *
Tamanho mínimo do passo	0,01nm*
Opção	Gráficos espectrais disponíveis para operações de CCDs e detectores de arranjo de diodos
* dependente de grade

   

Detectores	PMT-900	PMT-1010	PMT- 1400/1700	HS-PMT	MCP-PMT
Faixa Espectral	185 nm - 900 nm	300 nm - 1010 nm	300 nm - 1700 nm	230 nm - 870 nm	200 nm - 850 nm
Taxa de contagem escura	<50 cps (-20°C)	<100 cps (-20°C)	<200 cps (-80°C)	<100 cps (-20°C)	<50 cps (-20°C)
Largura da resposta	600 ps	600 ps	800 ps	200 ps	<25 ps
Opções	Uma grande variedade de outros fotomultiplicadores e detectores analógicos estão disponíveis até 5.500 nm

  Especificações técnicas O software operacional do espectrômetro de fluorescência está no centro de todos os nossos espectrômetros de fluorescência e é um pacote de software de análise de dados totalmente abrangente e fácil de usar. Independentemente das configurações do sistema, este software fornece ao usuário controle completo do instrumento e da maioria dos acessórios de terceiros. O Fluoracle é compatível com Windows e é baseado em um design centrado em dados que permite que o usuário se concentre em sua medição. Isso garante facilidade de uso na operação de um espectrômetro modular e potencialmente complexo. A configuração da medição e aquisição de dados é feita através de um sistema de menu intuitivo. Os principais parâmetros espectroscópicos são facilmente acessados ​​por meio de agrupamentos funcionais, enquanto rotinas de medição comuns podem ser salvas como arquivos de método para permitir que experimentos anteriores sejam facilmente repetidos. Caixas de diálogo com guias e parâmetros de varredura específicos estão sempre visíveis durante a configuração. O status atual do instrumento também é exibido continuamente. Um recurso exclusivo do  Fluoracle é que todos os modos de aquisição de dados, incluindo varredura espectral e aquisição vitalícia nos modos MCS e TCSPC, são controlados a partir de um pacote de software. Fontes de luz modernas, detectores, suportes de amostras complexos (leitor de placas, estágios de amostra XY, titulador) e opções mais frias (suportes de amostra termostatos e criostatos) são suportados e totalmente controlados por software. A aquisição e análise de Microscopia de Imagem Vitalícia de Fluorescência (FLIM) estão incluídas no Fluoracle com uma atualização MicroPL. A Fluoracle oferece o complemento “FAST” para a análise avançada da cinética de decaimento de fluorescência e fosforescência.

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Exemplos de medição (estado estacionário)

Varreduras de Excitação e Emissão

Os espectros de excitação e emissão são medições padrão em espectroscopia de fluorescência. A figura demonstra uma medição de uma solução de teste padrão bem documentada de antraceno em ciclohexano desgaseificado.

Amostra: Antraceno em ciclohexano ( ^10-5 M). Condições de medição: λex = 358 nm para varredura de emissão, λem = 400 nm para varredura de excitação corrigida, Δλex = Δλem = 0,4 nm, tamanho do passo = 1 nm, tempo de integração = 1 s.

Verificações síncronas

Nas varreduras síncronas, os monocromadores de excitação e emissão são varridos de forma síncrona com um deslocamento predefinido. A figura demonstra uma amostra de cinco hidrocarbonetos aromáticos diferentes dissolvidos em ciclohexano, medidos com uma varredura de emissão convencional (vermelho) e uma varredura síncrona com deslocamento zero (verde). Os cinco hidrocarbonetos são resolvidos pela varredura síncrona.

Amostra: Cinco hidrocarbonetos aromáticos dissolvidos em ciclohexano. Condições de medição: λex = 280 nm para varredura de emissão, Δλex = Δλem = 0,5 nm, tamanho do passo = 0,5 nm, tempo de integração = 1 s, deslocamento = 0 nm.

Varreduras cinéticas

As varreduras cinéticas revelam mudanças temporais da fluorescência da amostra em comprimentos de onda fixos de excitação e emissão. A emissão de luminescência na faixa de milissegundos a segundos, como fosforescência longa, reações químicas ou migração química nas células, pode ser estudada. Como exemplo, usando o FLS1000 em geometria T para detecção de comprimento de onda duplo, medições simultâneas do fluoróforo ativo de Ca ²⁺ Indo-1 podem ser feitas com ambos os braços de emissão ajustados para diferentes comprimentos de onda.

Amostra: Células de plaquetas humanas carregadas com Indo-1 em 1 mM de Ca2 ⁺ . Condições de medição: λex = 340 nm, λem1 = 485 nm, λem2 = 410 nm, Δλex = Δλem = 1 nm, tempo de integração = 0,5 s.

Excitação - Mapas de Emissão (EEM)

A variedade de opções de medição, exibição e análise permite a investigação fácil e rápida de amostras luminescentes desconhecidas ou amostras que contêm diferentes fluoróforos. Um método é medir uma série de varreduras de emissão dentro de uma faixa selecionada de excitação. O resultado é então demonstrado em um gráfico 3D ou em um gráfico de contorno.

Amostra: Três corantes orgânicos em solução: naftaleno, antraceno perileno. Condições de medição: Xe1, PMT-900, 280 nm ≤ λex ≤ 460 nm, 310 nm ≤ λem ≤ 620 nm, Δλex = Δλem = 2 nm, tempo de integração = 0,5 s, repetições por varredura = 1.

Medições de Lote (Modo de Lote)

Combinações de excitação, emissão, varreduras síncronas, excitação-emissão ou mapas síncronos podem ser executadas em Batch Measurements. Isso significa que várias varreduras podem ser configuradas para uma amostra e medidas automaticamente sem a presença do usuário. As varreduras podem ser configuradas para repetir em loops quantas vezes forem necessárias, com um atraso pré-definido fixo entre cada varredura. As medições de lote (protocolos) podem ser salvas e carregadas para uso futuro.

Mapas de temperatura

O software Fluoracle pode se comunicar com criostatos de nitrogênio líquido e hélio líquido (junto com porta-amostras controlados por TE). Os mapas de temperatura podem ser feitos adquirindo uma série de varreduras de emissão, excitação ou síncronas para uma faixa de temperatura predefinida. As medições individuais são iniciadas automaticamente quando as temperaturas alvo são atingidas.

Amostra: CuInSe ₂ (um material usado para células fotovoltaicas). Condições de medição:  Criostato controlado por fluoróculo , Xe2, PMT-1700, λex = 694 nm, Δλex = 10 nm, Δλem = 5 nm, tamanho do passo = 1 nm, tempo de integração = 0,2 s. Faixa de temperatura: 6 K – 106 K, passo 20 K.

Medições de rendimento quântico absoluto

O método absoluto para medições de rendimento quântico de fluorescência está se tornando mais amplamente utilizado do que o método relativo, pois não requer um padrão de rendimento quântico. Isso é facilmente aplicável a líquidos, filmes e pós e pode ser estendido para a faixa espectral do infravermelho próximo.

A imagem mostra a independência do rendimento quântico de fluorescência do comprimento de onda de excitação para um corante orgânico padrão. O gráfico mostra a área de absorção para oito comprimentos de onda de excitação diferentes à esquerda, enquanto à direita mostra os espectros de emissão correspondentes, dimensionados por um fator de 5. A inserção mostra os rendimentos quânticos calculados. Amostra: Bissulfato de quinina em ácido perclórico. Condições de medição: esfera de integração, Δλex = 5,0 nm, Δλem = 0,5 nm, tempo de integração = 0,3 s.

Emissão de oxigênio singleto

A emissão de oxigênio singlete é conhecida por ser muito fraca e, historicamente, uma poderosa excitação de laser tem sido usada para monitorar isso. No entanto, os espectros de excitação e emissão de oxigênio singlete podem ser medidos usando o FLS1000 com uma lâmpada de xenônio de banda larga. A figura demonstra uma medição de luminescência de oxigênio singlete gerada a partir de eritrosina B em etanol detectada por detectores NIR-PMT (verde) e InGaAs (azul).

Amostra: Oxigênio singleto gerado a partir de eritrosina B em etanol

Fotoluminescência de Latanídeos

A configuração eletrônica dos lantanídeos permite uma ampla variedade de transições Stokes e anti-Stokes do ultravioleta ao infravermelho médio. Isso os torna materiais versáteis que são amplamente utilizados em lasers, células solares, biofotônicos e sensores. Suas transições intra-4f protegidas pela subcamada externa são muito nítidas e estreitas, exigindo instrumentos de alta resolução, como pode ser visto no gráfico abaixo para um fluoreto dopado com érbio-itérbio. Especialmente para processos não lineares como upconversion, lasers potentes são totalmente integrados ao FLS1000.

Amostra: YTa7O19: Er3+-Yb3+ fósforo em pó

Outros exemplos de medição de estado estacionário: Anisotropia de fluorescência de estado estacionário, gráficos de contorno, avaliações da qualidade da água, equilíbrio de excimer, reflexão, absorção e medições de rendimento quântico de pós de fósforo, cromaticidade e muito mais.

Exemplos de Medição (Resolvido no Tempo - TCSPC)

Decaimentos exponenciais simples e múltiplos

Fluoracle fornece ferramentas de análise para ajuste de cauda de decaimento padrão e reconvolução numérica. Com a reconvolução numérica, componentes de vida curta podem ser extraídos dos dados brutos de decaimento que, de outra forma, seriam distorcidos ou mascarados pelo perfil instrumental.

A rotina de análise fornecida é baseada no algoritmo de Marquardt-Levenberg. Até quatro componentes de decaimento exponencial podem ser ajustados, com ajuste de deslocamento e deslocamento como padrão. O algoritmo é robusto, fornece resultados em um piscar de olhos e é apresentado em uma interface amigável.

Parâmetros de qualidade de ajuste adicionais estão disponíveis para avaliação de qualidade, como funções de autocorrelação, o parâmetro Durbin-Watson e desvios padrão.

O exemplo mostra dois resultados de medição da mesma solução homogênea, obtidos em dois comprimentos de onda de emissão diferentes. O decaimento no comprimento de onda mais curto é claramente um exponencial único, o decaimento no comprimento de onda mais longo é melhor caracterizado por três componentes exponenciais.

Amostra: Hematoporfirina IX em tampão fosfato (pH 7,2) Condições de medição: EPL 405, MCP-PMT, λex = 398 nm, Δλem = 1,0 nm, taxa de repetição = 1 MHz, λem = 620 nm (gráfico esquerdo e direito) Análise de dados: Reconvolução multiexponencial, intervalos de confiança verificados por análise de plano de suporte ( FAST ). τ1 = 15,02 ± 0,03 ns (esquerda). τ2 = 14,80 ± 0,20 ns, τ2 = 4,62 ± 0,55 ns, τ3 = 0,81 ± 0,20 ns (direita).

Anisotropia de fluorescência resolvida no tempo

Excitando a amostra com luz polarizada verticalmente e registrando a emissão no plano vertical e horizontal, pode-se calcular a anisotropia de fluorescência de uma amostra homogênea. A anisotropia de fluorescência revela o tempo médio de difusão rotacional das moléculas.

O exemplo de medição mostra que a difusão rotacional na escala de tempo de picossegundos pode ser medida com precisão. A maioria das amostras mostra difusão rotacional. Para evitar este efeito quando são necessárias medições precisas de vida de fluorescência, o polarizador de emissão deve ser ajustado para condições de ângulo mágico, 54,7º (e excitação polarizada verticalmente usada).

Amostra: POPOP em ciclohexano (gráfico esquerdo: IRF-preto, decai com azul paralelo e vermelho polarizador cruzado), anisotropia de fluorescência (gráfico direito: dados brutos verde e vermelho ajustado). Condições de medição: EPL 375, MCP-PMT, λex = 375 nm, Δλex = 2,0 nm, λem = 390 nm, Δλem = 2,0 nm. Análise dos dados: Reconvolução de anisotropia completa ( FAST ) com modelo de rotor elipsoidal. Os tempos de difusão de rotação são 110 ps, ​​150 ps e 620 ps, ​​respectivamente. Um modelo de rotor esférico resulta em um ajuste com qui-quadrado significativamente aumentado. POPOP é uma haste como molécula. Outros exemplos de medição TCSPC: Espectroscopia de emissão resolvida no tempo (TRES), cinética de monômero-excimer, dinâmica de relaxamento de solvente e muito mais.

Exemplos de Medição (Resolvido no Tempo - MCS)

Medições de Lantanídeos Resolvidas no Tempo

O tempo de vida de emissão de fotoluminescência de lantanídeos se estende por uma grande faixa de tempo de nanossegundos a segundos, onde o método de escolha para medições resolvidas no tempo é a  técnica MCS . Devido à alta faixa dinâmica e à precisão resultante das estatísticas de contagem, uma análise complexa de decaimento pode ser realizada.

As imagens mostram medições resolvidas no tempo de uma amostra de vidro dopado com lantanídeos em dois comprimentos de onda de emissão diferentes. No comprimento de onda mais curto, o decaimento é melhor ajustado com três termos exponenciais, enquanto no comprimento de onda de emissão mais longo, o aumento inicial é seguido por um decaimento de milissegundos. Amostra: Vidro dopado de terra rara Condições de medição: μF2, λex = 370 nm, Δλex = Δλem = 2,5 nm, taxa de repetição de 100 Hz, tamanho do passo = 10 nm, espectros produzidos a cada 50 μs (canto superior esquerdo). μF2, λex = 370 nm, λem = 430 nm, Δλex = Δλem = 2,5 nm, taxa de repetição de 100 Hz, tamanho do passo = 10 nm, tempo de medição = 2 min (canto superior direito). μF2, λex = 370 nm, λem = 612 nm, Δλex = Δλem = 1,7 nm, taxa de repetição de 20 Hz, tempo de medição = 8 min (parte inferior esquerda). Análise de dados: Reconvolução multiexponencial. Bons resultados de ajuste foram alcançados com quatro modelos de decaimento exponencial (Top Right) e um modelo que compreende dois aumentos exponenciais e uma função de decaimento (Bottom Left). Outros exemplos de medição MCS: medições de oxigênio singlete resolvidas no tempo, medições FRET resolvidas no tempo e muito mais.   Para maiores informações consulte nossa equipe. Somos treinados e capacitados pela nossa representada a dar todo suporte aos clientes no Brasil!