技術情報 Web基礎セミナー 分光蛍光光度計の基礎(6) りん光測定
分光蛍光光度計の基礎

分光蛍光光度計の基礎(6) りん光測定

りん光とは?

りん光は寿命が長く、酸素による消光や溶媒の運動、衝突によって熱的に失活するため、多くの場合室温では観測できません。従って、試料を液体窒素温度に冷却して測定します。ただし、近年研究されている有機EL用色素など、室温でりん光を発するものもあります。
りん光過程
図1 蛍光およびりん光過程

測定原理

分光蛍光光度計でりん光を測定する場合、試料に励起光を照射した後、励起光照射を止めて発光を観測します。励起光が照射され続けている状態では蛍光とりん光の両方の光が放出されますが、りん光は蛍光よりも寿命が長いため、励起光の照射を止めた直後はりん光のみが観測されます。日本分光の分光蛍光光度計はりん光を測定するために、励起側分光器にシャッターを搭載しています。図2には時間に対して連続的にシャッターが開く、閉じるを繰り返す様子と、その時に観測される試料からの蛍光とりん光の信号を示します。シャッターが開いた状態では励起光が試料に照射されるため蛍光とりん光の両方が観測されるのに対し、シャッターが閉じた状態ではりん光のみが観測されます。りん光は励起光が照射されていない状態で減衰するので、シャッターを閉じてから再びシャッターを開けるまでの間にりん光を測定します。
シャッターの状態と観測信号
図2 シャッターの状態と観測信号
図3はベンゼンのりん光のみを観測した例です。日本分光ではりん光測定のために、スペクトル測定、定量測定、時間変化測定、固定波長測定、りん光寿命測定を用意しています*1
*1 一部の機種を除く
ベンゼンの冷却発光スペクトル
図3 ベンゼンの冷却発光スペクトル

液体窒素温度で用いる溶媒

液体窒素温度に冷却してりん光測定する際に使用する溶媒には、以下の性質が求められます。
  • 励起光の吸収や発光をしない
  • 低温でも高い溶解度を持つ
  • 透明なガラス状に凍結し、ひび等が生じ難い

エタノール単体や、エタノール・メタノール1:1溶媒を用いることもありますが、低温で使用しやすい溶媒として以下の混合溶媒が知られています*2
  • EPA: ジエチルエーテル、イソペンタン、エタノールの体積比が5:5:2の混合溶媒
  • EP: ジエチルエーテル、イソペンタンの体積比が1:1の混合溶媒
  • EET: ジエチルエーテル、エタノール、トルエンの体積比が2:1:1の混合溶媒
*2 溶媒のグレードは、不純物の混入の少ない蛍光分析用、HPLC用、特級グレードが望ましいです。
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