复合荧光材料的量子产率分布测量

1. 引言

量子产率是评价荧光材料发光效率的重要参数，复合荧光材料通常由两种或两种以上的材料组成，依据样品的量子产率分布可以确认每种成分的发光效率，助力于样品的精细化分析。

       日立荧光分布成像系统能够同时获取样品图像和光谱信息，从而实现精细化测量，此次实验测定了复合荧光材料的量子产率分布。

    2. 应用数据

    2.1 附件介绍

荧光分布成像系统是荧光分光光度计的新附件，包含软件和硬件两部分。入射光通过附件中的积分球均匀照射到样品，通过荧光分光光度计的检测器获取荧光光谱，利用积分球下方的CMOS相机同时获取样品荧光和反射图像。

图1 荧光分布成像系统安装示例

利用样品的反射图像计算出吸收量，利用荧光图像计算出荧光量，从而计算得到量子产率分布图像。

   图2 量子产率分布图像计算过程

   2.2 实验部分

 实验材料

   样品：复合荧光材料

   测量设备：日立F-7100，荧光分布成像系统

 结果与分析

使用日立F-7100测定样品的三维荧光光谱，通过荧光分布成像系统的分析软件对样品三维荧光光谱进行平行因子分析（PARAFAC），得到如图两种成分。

图3 样品的三维荧光光谱 

通过荧光分布成像系统中的智能光谱算法，将拍摄的样品图像分离为反射成分图像和荧光成分图像，如图所示。

图4 样品的拍摄图像和反射、荧光图像

在荧光分布成像系统软件中，可以将不同激发波长下样品的图像信息保存为如下缩略图，直接用于文档中。

图5 不同激发波长下的样品图像（缩略图）

对获得的样品荧光图像和反射图像进行分区，如下图将样品测量区域分成5x5的格子，选取不同的格子，坐标系中便显示对应的光谱。图中选取的两个位置分别对应平行因子分离出的成分1和成分2。

图6 样品的荧光图像和荧光光谱

图7 样品的反射图像和反射光谱

基于以上样品的荧光图像和反射图像，软件自动计算出对应的量子产率分布图像，如下图，通过点击图像中不同的区域，可以获得对应的量子产率曲线。

图8 量子产率分布和不同激发波长的量子产率

因此使用荧光分布成像系统将样品在不同激发波长下的拍摄图像分离为反射图像和荧光图像，可以计算出影响荧光材料发光效率的量子产率分布图，样品中黄色区域的量子产率约60%，红色区域的量子产率约35%。

  3. 总结

   荧光分布成像系统是日立首创的全新技术，与日立超高扫描速度的荧光分光光度计联用，助力客户实现更精细化的荧光分析。

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