PicoQuant - Luminescência de oxigénio singleto em estado estacionário e resolvida no tempo

O oxigénio singleto é uma espécie altamente reativa que pode ser gerada pela iluminação de corantes orgânicos (chamados fotossensibilizadores) sob condições aeróbicas. Esta espécie reativa desempenha um papel importante em muitos processos oxidativos fotoinduzidos tanto na biologia como na química, e é responsável, por exemplo, pela degradação fotoquímica de vários materiais ou pela destruição de células cancerígenas durante a terapia fotodinâmica. 
Uma excelente forma de detectar a presença de oxigénio singleto são medições em estado estacionário ou resolvidas no tempo de sua fosforescência característica em torno de 1270 nm. No entanto, tais medições podem ser bastante desafiadoras devido às intensidades de fosforescência bastante fracas (ou seja, rendimento quântico de baixa emissão de oxigénio singlete). O tempo de vida de fosforescência do oxigênio singlete depende do solvente e pode, portanto, ser usado para obter informações sobre o ambiente das moléculas de oxigênio emissoras.


O espectrómetro de fotoluminescência FluoTime 300 sozinho ou em combinação com o microscópio confocal de varredura a laser MicroTime 100 pode ser usado para estudar a luminescência do oxigénio singleto. Uma configuração combinada fornecerá informações espaciais além dos dados de vida útil.
 
A amostra é excitada por um laser pulsado, LED ou lâmpada Xe-flash em experiências resolvidos no tempo, ou por uma lâmpada Xe ou um laser CW em experimentos de estado estacionário e a fosforescência de oxigénio singleto emitida é detectada usando um detector sensível NIR após seleção do comprimento de onda de emissão por um monocromador.
 
Para medições de vida, uma unidade de contagem de fótons únicos correlacionada com o tempo (TCSPC) ou de escala multicanal (MCS) é usada para aquisição de dados.
 
Consequentemente, os componentes essenciais de uma configuração de espectrômetro são:
 
  • fonte de excitação pulsada ou CW
  • monocromador
  • detector sensível a fóton único no NIR
  • para medições de vida útil: unidade TCSPC ou MCS para registrar vidas úteis variando de ps a ms
H2TTP como sensibilizador para geração de oxigênio singleto
Espectro de emissão e decaimento ao longo da vida do oxigênio singlete produzido por H2TPPS em água e acetona O primeiro gráfico exibe os espectros de emissão em estado estacionário de oxigênio singlete gerado por H2TTPS em acetona ou H2O. Este último é especialmente desafiador devido a uma sobreposição espectral dos picos de emissão de água e oxigênio singleto. O segundo gráfico mostra o decaimento do oxigênio singlete resolvido no tempo registrado usando o modo burst do FluoTime 300. No modo burst, vários pulsos de laser são usados para bombear energia de excitação para a amostra ao longo de um intervalo de tempo. A excitação é então interrompida por tempo suficiente para capturar o decaimento comparativamente lento da fosforescência da amostra. Um ajuste de cauda produz uma vida útil de 3,4±0,3 µs, o que está em excelente concordância com os valores da literatura publicada.
 
Configuração
 
FluoTime 300
Fonte de excitação: LDH-P-C-405
Comprimento de onda de excitação: 405 nm, modo burst
Detector: H01033-45 (Hamamatsu)
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