相对量子产率测定技巧全解析

在现代科技高速发展的浪潮中，量子产率作为衡量样品荧光效率的关键光物理参数，在显示材料、太阳能电池研发、生物成像、药物开发等众多前沿领域发挥着举足轻重的作用。其定义为发射光子数量与样品吸收光子数量的比率，准确且可靠的量子产率测量是推动这些领域技术进步的重要基石。航鑫光电自主研发的荧光发光效率测量系统JY - QEY6500 - PLS，凭借其先进的技术和卓越的性能，为量子产率测量提供了创新性的解决方案。

目前，量子产率的测量主要采用绝对法和相对法。绝对法利用积分球直接进行测量，它基于积分球对光的收集和均匀化原理，能够直接获取样品的量子产率数据。相对法则是通过比较未知样品与标准样品的荧光强度来计算未知样品的量子产率。这种方法需要选择合适的标准样品，并确保测量过程中各种条件的一致性。航鑫光电的JY - QEY6500 - PLS系统经过可溯源的光源定标，不仅可以准确测量绝对量子产率、色度，还能实现光致发光谱的测量和记录，展现出强大的技术实力。

为了详细展示JY - QEY6500 - PLS系统在量子产率测量中的应用，我们以相对法测量2 - 氨基吡啶（2AMP）在硫酸（H₂SO₄）中的量子产率为例进行说明。2AMP在硫酸中的量子产率曾被用作紫外 - 可见光范围内的参考标准，但早期文献中的参考值已过去数十年，有必要进行重新测量和评估。此次测量选用1M H₂SO₄中的硫酸奎宁（QBS）作为参考标准。

测量准备与系统优势

为提高量子产率计算的准确性和精确性，需准备五种不同浓度的2AMP在1M H₂SO₄中的溶液，以及五种QBS在1M H₂SO₄中的溶液。航鑫光电的JY - QEY6500 - PLS系统具有结构简单、操作方便的显著优势。除更换光源、取放样品等操作外，其他测量所需操作均可在软件界面完成，实现自动化测量。该系统配备了高性能的检测组件，能够稳定、快速、可靠地完成吸收和荧光光谱的测量。其先进的光路设计和信号处理技术，有效减少了测量误差，提高了测量的精度和重复性。

吸收和发射光谱测量

首先，使用JY - QEY6500 - PLS系统的内置透射检测器测量吸收光谱，确定五个不同浓度的2AMP和QBS溶液的吸光度值。在激发波长（310 nm）下，将溶液的吸光度值控制在0.1以下，以减小内滤效应的影响，实际吸光度值范围在0.008至0.098之间。内滤效应是指样品对激发光和发射光的吸收，会导致测量结果的偏差，控制吸光度值可以有效降低这种影响。

随后，采集5个2AMP和QBS溶液的荧光光谱。荧光光谱仪检测的荧光强度受激发波长、激发和发射带宽以及积分时间等因素影响。通过保持这些参数一致，可对2AMP和QBS的综合荧光强度（Iₛ和Iᵣ）进行比较。实验参数设置为λₑₓ = 310 nm，激发和发射带宽分别为3 nm和0.5 nm，步长为1 nm，积分时间为0.5 s。

量子产率的确定

将每个浓度的2AMP的荧光光谱整合到分析软件中。利用软件的线性分析功能，从2AMP光谱中计算出公式中的斜率GradS。具体操作时，设置校准参数为面积，变量名称为1 - 10⁻ᴬ，输入从吸收光谱得到的每种浓度的2AMP的吸光度项（1 - 10⁻ᴬ）值。校准类型选择线性，并勾选通过零点的曲线。荧光强度与吸光度的积分项会与线性拟合一起显示，曲线的斜率（GradS）即为所需参数。对五个QBS光谱重复相同操作，计算出斜率GradR。

已知QBS在H₂SO₄中的量子产率文献值为Φᵣ = 56.1%，通过公式计算得出2AMP在H₂SO₄中的量子产率为64.3%，该值与早期文献报道的60%和66%相符。

与传统荧光光谱仪相比，航鑫光电的JY - QEY6500 - PLS系统具有体积小、使用方便、测量稳定、快速、可靠等显著优势。其先进的自动化测量功能和数据分析软件，大大提高了测量效率和准确性。该系统为荧光探测和量子效率测量提供了低成本的解决方案，非常适合相关高校和科研单位选购。在未来的行业发展中，航鑫光电在量子产率测量领域的技术创新和产品优势，将为显示材料、太阳能电池、生物成像、药物开发等多个领域的研究和发展注入新的活力，推动行业技术的不断进步。

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