Set von 12 zertifizierten Fluoreszenzquantenausbeute-Standards
Quelle: BAM, Fachbereich Biophotonik
Fluoreszierende Materialien, die nach Absorption von Licht Photonen emittieren, werden heute in großem Umfang im täglichen Leben verwendet, z. B. als Sicherheits-Codes für Banknoten, Marker in der medizinischen Diagnostik, Kontrastmittel für die optische Bildgebung und optisch aktive Materialien in Plasmabildschirmen und der Lichttechnik. Diese Anwendungen erfordern alle sehr gut charakterisierte Materialien, die in bestimmten Spektralfenstern im ultravioletten, sichtbaren oder nahen infraroten Bereich mit definierter und bekannter Intensität und Effizienz Licht absorbieren und emittieren.
Ein Maß für die Fluoreszenzeffizienz eines lumineszierenden bzw. leuchtenden Moleküls oder eines Nanopartikels ist die sogenannte Fluoreszenzquantenausbeute (Φf), die dem Verhältnis der Anzahl der emittierten Photonen zur Anzahl der absorbierten Photonen entspricht. Als wichtige spektroskopische Eigenschaft zum Vergleich der Performance verschiedener Luminophore ist die Messung dieser Eigenschaft ein wesentlicher Bestandteil der Charakterisierung eines jeden neuen leuchtenden Materials. Zur Bestimmung dieser anwendungsrelevanten spektroskopischen Schlüsselgröße, die in der Norm IEC 62607-3-1 des internationalen Normungsgremiums International Electrotechnical Commission (IEC) geregelt ist, benötigen Hersteller lumineszierender Substanzen und Nanomaterialien und ihre Anwender aus Industrie und Wissenschaft genau charakterisierte Fluoreszenzquantenausbeute-Standards als Referenzmaterialien (RMs). Diese RMs sind auch für die Charakterisierung und Validierung von Messaufbauten und -methoden zur Bestimmung von Φf erforderlich.
Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) bietet als erstes Institut weltweit einen Satz von 12 zertifizierten Fluoreszenzquantenausbeute-Standards an, die im Wellenlängenbereich von 330-1000 nm absorbieren und emittieren. Die Entwicklung dieser zertifizierten RMs (CRMs), die Kriterien für die RM-Auswahl und das Zertifizierungsverfahren werden nun vorgestellt. Dazu gehören absolute und relative Messungen der Φf-Werte mit kalibrierten Messgeräten, Homogenitäts- und Stabilitätsstudien und die Berechnung eines vollständigen Unsicherheitsbudgets für jeden zertifizierten Φf-Wert. Mit diesen neuen CRMs, die im BAM-Webshop erhältlich sind, stehen den Fluoreszenzanwendern aus Industrie und Wissenschaft nun Werkzeuge zur Verfügung, die eine verbesserte Vergleichbarkeit und Zuverlässigkeit von Fluoreszenzquantenausbeute-Daten ermöglichen.
Fluorescence Quantum Yield Standards for the UV/Visible/NIR: Development, Traceable Characterization, and Certification
Jutta Pauli, Arne Güttler, Thomas Schneider, Christian Würth, and Ute Resch-Genger
Erschienen in Analytical Chemistry, Volume 95, Issue 13, pages 5671–5677, 2023
BAM Abteilung Analytische Chemie; Referenzmaterialien
BAM Fachbereich Biophotonik