Microspectrómetro Mede a Fluorescência de Sais Raros
O microespectrómetro Ocean ST oferece flexibilidade de aplicação sem as compensações típicas de espectrómetros comparáveis. Nesta Nota de Aplicação testamos essa versatilidade, avaliando a eficácia do Ocean ST para medir a fluorescência de sais raros.
O Ocean ST é um poderoso microespectrómetro que fornece uma excelente resposta UV, aquisição espectral de alta velocidade e alto ao desempenho na relação sinal/ruído (SNR), num espaço ultracompacto. Ao contrário de microespectrómetro comparáveis, o Ocean ST é versátil o suficiente para aplicações que vão desde absorvância de DNA/RNA e medição de cor para fluorescência de produtos químicos e monitorização de plasma.
Sais raros, incluindo Cloreto de Európio (EuCl3), Térbio Cloreto (TbCl3) e Cloreto de Samário (SmCl3) são substâncias químicas com inúmeras utilizações na investigação e na indústria, inclusive na fabricação de baterias para veículos elétricos, em produtos de iluminação e em dispositivos eletrónicos portáteis, como telemóveis.
Metais e sais raros são geralmente medidos usando técnicas mais dispendiosas como espectrometria de massa, que podem ser inacessíveis para alguns utilizadores ou demasiado complexos para uma fácil gestão. Nesses casos, um dispositivo poderoso e simples como o microespectrómetro Ocean ST fornece uma alternativa viável.
EuCl3 é um composto inorgânico usado principalmente em investigação, e o seu brilho avermelhado, quando estimulado à fluorescência, torna-o atraente para uso em certos produtos de iluminação.
Para medir a resposta de fluorescência de uma solução de concentração 78mM de EuCl3, usámos um Microespectrómetro Ocean ST-VIS (350-810 nm) com LEDs Ocean Insight LSM (365 nm e 385 nm) e controlador LDC-1. A solução foi colocada numa cuvette de quartzo de 1 cm, colocada num suporte, com o feixe de LED posicionado a 90° em relação à amostra.
As fibras ópticas tinham 400 μm de diâmetro no lado de excitação e 200 μm de diâmetro na coleção lado. Com uma amostra líquida em um suporte de cuvete, uma fibra bifurcada também poderia ter sido usada.
Uma vantagem da configuração de espectroscopia modular é que se pode facilmente trocar componentes para otimizar as medições. Por exemplo, nestas medições foram testados comprimentos de onda de excitação de 365 nm e 385 nm para comparar a resposta de emissão para cada um, e em seguida foi aplicado um Boxcar em médias diferentes para os resultados. Como não foi usado um filtro de bloqueio na configuração, há algum sangramento da banda de excitação nos resultados, mas está longe o suficiente dos picos analíticos para não ser um fator (Figura 1).
O Boxcar é uma técnica que calcula a média um grupo de elementos detetores adjacentes em dados espectrais. Quanto maior o valor da largura do Boxcar, mais suaves os dados e maior o SNR. Se o valor inserido é muito alto, resultará numa perda de resolução no espectro e os picos serão achatados. O SNR melhorará pela raiz quadrada do número médio de pixels.
O TbCl3 é um composto químico. A sua fluorescência brilhante (um brilho esverdeado) torna o TbCl3 um componente de fósforo verde para iluminação e LCD. Usando uma configuração semelhante à descrita anteriormente, medimos a fluorescência de uma solução de concentração 78 mM TbCl3 numa cuvette de quartzo de 1 cm, com o foco na excitação de LED de 365 nm. O tempo de integração Ocean ST-VIS foi definido para 1 segundo (os tempos de integração podem ser definidos de 3,8 ms a 6 s) e a suavização Boxcarfoi aplicada em 1 e 5. Os resultados são mostrados na Figura 2.
Após um exame mais detalhado dos espectros EuCl3 e TbCl3, pode notar-se que ambos os compostos têm picos logo abaixo e acima dos 600 nm, mas diferem em outros picos. Este é o lugar onde as diferenças de cor entre eles vem. O EuCl3 tem forte resposta em 700 nm, que produz o seu brilho avermelhado, enquanto o TbCl3 tem dois picos na parte verde do espectro (Figura 3).
O microespectrómetro Ocean ST é uma opção multifuncional para várias medições. Além disso, o Ocean ST é especialmente bomaescolha para estas aplicações:
- Absorvância e irradiância em comprimentos de onda UV. O Ocean ST-UV tem excelente resposta UV (<300 nm).
- Monitorização de plasma. O Ocean ST-VIS demonstrou uma resposta superior quando comparado a microespectrómetro equivalentes em monitorização de plasma usando uma emissão de gás néon fonte.
- Reflexão no NIR de ondas curtas (645-1085 nm). O Ocean ST-NIR é uma opção conveniente para medir a refletância de plásticos e outras superfícies sólidas.