天美讲堂丨光致发光光谱法检测单线态氧

探测器灵敏度比较

FLS1000 光谱仪具有多个 NIR 检测器选项，用于测量¹O₂的光谱。本文中比较的探测器是：液氮冷却 PMT-1700-LN 和 InGaAs-1.65 模拟探测器。

表 1. NIR PMT 和 InGaAs 探测器的规格

¹O₂发光的强度与PS的效率成正比。¹O₂的产量越低，检测它所需的仪器就越灵敏。对于乙腈中的玫瑰红，所有检测器都可以识别来自¹O₂的 1270 nm 附近的窄发射带，但具有不同的信噪比 (SNR)。图 3 显示了在相同条件下获得的峰归一化发射光谱。

图 3.乙腈中玫瑰红产生的¹O₂的峰值归一化发射光谱。使用在 510 nm CW 模式下的 VPL-510 激光器进行激发，并使用 PMT-1700-LN 和 InGaAs-1.65 检测器进行检测。实验条件为 Δλ_em =30 nm，积分时间为 2 s，步长为 1 nm。

图4.乙腈中玫瑰红产生的¹O₂原始发射光谱。使用 510 nm 的 CW VPL-510 激光器和氙灯进行激发（λ_ex = 560 nm，Δλ_ex = 10 nm）。实验条件为 Δλ_em = 10 nm，积分时间为2 s，步长 1 nm。

溶液中¹O₂的寿命取决于其化学环境。许多反应以及非反应性淬灭都可能同时发生，因此很难预测其寿命。最可靠的方法是使用配备光子计数探测器的时间分辨光谱仪直接测量其寿命。在此，¹O₂寿命是使用 FLS1000 中的 PMT-1700-LN 探测器测得的。

图 5. 在 FLS1000 中使用 (a) VPL-510 和 (b) 脉冲氙灯激发所获得的¹O₂的寿命衰减。图中显示了指数拟合结果。不同 VPL-510 脉冲宽度的影响见 (c)，PL 衰减采集时间相同，脉冲宽度如图所示。测量条件：(a) λe¹O₂x = 510 nm，λ_em = 1275 nm，Δλ_em = 30 nm，重复频率 = 1 kHz (b) λ_ex = 560 nm，Δλ_ex = 5 nm，λ_em = 1275 nm，Δλ_em = 30 nm，重复频率 = 100 Hz (c) λ_ex = 510 nm，λ_em = 1275 nm，Δλ_em = 30 nm，重复频率 = 1 kHz

图 6. 使用 532 nm Nd:YAG 激光激发获得的¹O₂寿命衰减。该数据是使用与图 5 不同的样品采集的（¹O₂的寿命取决于空气饱和度和 PS 浓度）。指数拟合结果如图所示。测量条件：激光能量 = 5 mJ/脉冲，重复频率 = 10 Hz，λ_em = 1275 nm，Δλ_em = 3 nm。

检测单线态氧需要高性能的光谱仪，爱丁堡FLS1000可配置高功率激光器和高灵敏的探测器。模拟信号的 InGaAs 检测器可用于光谱测量，但建议使用光子计数 PMT。脉冲光源和检测器对于¹O₂的时间分辨光谱收集至关重要。