HORIBA科學儀器事業(yè)部

單線態(tài)氧特征磷光發(fā)射測定D2O純度 | 前沿用戶報道

時間:2022-2-18 閱讀:842
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供稿:郎云賀    

 

成果簡介            

近日,四川大學吳鵬課題組利用單線態(tài)氧1270nm的NIR-II特征發(fā)射(聚噻吩光敏劑)測定D2O純度,相關(guān)文章已發(fā)表在Analytical Chemistry上,該工作也表明了單線態(tài)氧的NIR-II發(fā)射在分析檢測中具有潛在的應用價值。

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背景介紹            

重水(D2O)在核工業(yè)及生物有機分析等領域應用廣泛。但由于D2O與H2O的物理性質(zhì)極為相似,加之D2O具有強吸濕性,致使區(qū)分D2O和H2O*具挑戰(zhàn)。單線態(tài)氧的特征磷光發(fā)射(1270 nm,NIR-II)具有半峰寬窄、信號干擾小的特點,能夠有效區(qū)分D2O/H2O

 

圖文導讀            

單線態(tài)氧的特征磷光發(fā)射強度與溶劑相關(guān)。與O-D(ν = 2550 cm-1)相比,高振動頻率的O-H(ν = 3250 cm-1)能夠更快速有效的促使單線態(tài)氧非輻射失活,表現(xiàn)為更弱的信號強度(圖1A)。目前,最直接、方便產(chǎn)生單線態(tài)氧的方式是通過光敏過程(圖1B)。然而,常規(guī)情況下該特征磷光發(fā)射非常弱,難以滿足定量分析的要求。

 

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圖1 光敏氧化產(chǎn)生的1O2特征磷光發(fā)射區(qū)分H2OD2O

四川大學吳鵬教授團隊篩選具有優(yōu)良光敏穩(wěn)定性、較高單線態(tài)氧量子產(chǎn)率的聚噻吩光敏劑,加入至不同比例的D2O/H2O溶液中,利用激光器作為激發(fā)光源,通過提高激光功率增強了光敏氧化產(chǎn)生的單線態(tài)氧1270 nm磷光發(fā)射信號。信號采集時間約30 s,最終實現(xiàn)D2O純度的定量分析與檢測。

 

 

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收集1O2的弱磷光發(fā)射信號的儀器設置

 

在本研究中,主要是由四川大學分析測試中心分子光譜組瞬態(tài)熒光光譜儀(HORIBA Fluorolog®-3)支撐,裝備近紅外檢測器(H10330,Hamamatsu)。通過該儀器,完成了光敏劑分子熒光光譜、熒光壽命、單線態(tài)氧磷光光譜、單線態(tài)氧磷光壽命等的測量。

 

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HORIBA Fluorolog®-3 熒光光譜儀

 

作者借助外置激光器(提高激光功率),得到了平滑的單線態(tài)氧磷光發(fā)射曲線(如圖2D),實現(xiàn)了通過NIR-II光譜完成D2O純度的定量分析。該儀器具有功能多樣、靈敏度高等優(yōu)勢,NIR-II光譜平均掃描時間僅30 s。值得注意的是,該儀器與脈沖激光器相連接,能夠得到不同溶劑的單線態(tài)氧壽命衰減曲線(圖2E)。該儀器對發(fā)光強度很弱的單線態(tài)氧NIR-II磷光及其他穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)相關(guān)的研究提供了廣闊的平臺。            

 

 

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圖2 光敏劑PT10的光物理性質(zhì)研究

 

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文獻信息        

Analysis of the Isotopic Purity of D2O with the Characteristic NIR-II Phosphorescence of Singlet Oxygen from a Photostable Polythiophene Photosensitizer

 

署名作者:

Yunhe Lang, Shihong Wu, Qin Yang, Yanju Luo*, Xia Jiang, and Peng Wu*

 

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吳鵬教授課題組簡介

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吳鵬,四川大學分析測試中心/化學學院教授,博導,國家優(yōu)青,四川省學術(shù)與技術(shù)帶頭人。近年來的研究工作以室溫磷光和單線態(tài)氧的光物理和光化學調(diào)控為基礎,探究其在核酸檢測、光動力治療等領域的新應用。已在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、Chem. Sci.、Anal. Chem.等期刊上發(fā)表論文90余篇,H-index 38。

 

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