Quantitative Fluorescence Analysis

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Data & Results
4. Discussion
5. Homework
6. Conclusion
7. Reference

본문내용

1. Abstract
형광 정량분석은 시료가 포함하고 있는 형광물질이 빛을 흡수했다가 방출할 때 나타나는 형광의 세기를 측정하여 미지시료의 농도를 측정하는 분광학적 분석법이다. 본 실험에서는 퀴놀린 고리를 가지며 높은 형광 양자 수득률과 교정 곡선의 선형 범위가 넓은 퀴닌을 형광물질로 사용하여 서로 다른 두 가지 미지시료들의 농도를 계산했다. 이러한 형광 정량분석의 원리를 이해하고 측정 방법에 대해 알아보기 위해, 다양한 퀴닌 표준 용액으로 그린 교정 곡선에 미지시료의 형광 세기를 대입하여 역으로 농도를 구하는 교정 곡선 방법과, 동일한 양의 미지시료에 퀴닌 표준 용액의 양을 다르게 한 후 동일한 부피로 묽혀 원래 미지시료의 농도를 선형회귀로 구하는 표준물 첨가법을 사용했다. 또한 형광물질이 분석 물질 외의 다른 물질과 반응하여 나타나는 matrix 효과 중 하나인 소광 효과를 관찰하기 위해 염화나트륨을 사용하여 염화 이온이 보이는 소광 효과를 Stern-Volmer plot을 통해 확인했다. 실험 결과 교정 곡선을 사용해 구한 미지시료의 농도는 각각 6.080 ppm과 25.56 ppm, 표준물 첨가법을 사용해 구한 농도는 각각 4.425 ppm과 4.100 ppm으로 서로 큰 차이를 보이는 것을 알 수 있었고, 이에 대한 실험 오차 원인 및 개선 방안을 고찰했다. Stern-Volmer plot 역시 기존 Stern-Volmer 식의 선형성을 만족하지 못하는 결과를 나타냈는데, 그 이유에 대해 분석하고 추가 실험 방향을 제시했다.

2. Introduction
1) 형광
형광은 분자가 빛을 흡수하여 들뜬 상태로 여기되었다가 바닥 상태로 떨어지며 광자의 형태로 에너지를 방출하는 현상을 말한다. 이러한 형광을 나타내는 물질을 형광물질이라고 하며, 형광물질의 순도가 100%이면 여기 파장에 관계 없이 일정한 방출 스펙트럼을 나타낸다.

참고 자료

Atkins, P. W.; De Paula, J.; Keeler, J. Atkins’ Physical Chemistry, 11th ed.; Oxford University Press: Oxford, 2019, pp. 462-464.
Atkins, P. W.; De Paula, J.; Keeler, J. Atkins’ Physical Chemistry, 11th ed.; Oxford University Press: Oxford, 2019, pp. 858-860.
Harris, D. C.; Lucy, C. A. Quantitative Chemical Analysis, 10th ed.; Macmillan Learning: New York, NY, 2020, pp. 116-119.
Harris, D. C.; Lucy, C. A. Quantitative Chemical Analysis, 10th ed.; Macmillan Learning: New York, NY, 2020, pp. 96-97.
Joshi, S.; Pant, D. D. Ground and excited state dipole moments of quinine sulfate dication: Solvatochromic shift of absorption and fluorescence spectra. Journal of Molecular Liquids 2012, 172, 125–129.
Yamaguchi, Y.; Matsubara, Y.; Ochi, T.; Wakamiya, T.; Yoshida, Z. How the π Conjugation Length Affects the Fluorescence Emission Efficiency. Journal of the American Chemical Society 2008, 130 (42).
Schulman, S. G. Fluorescence and phosphorescence spectroscopy: Physicochemical Principles and Practice; Elsevier, 2013.
Wang, J.; Gu, X.; Ma, H.; Peng, Q.; Huang, X.; Zheng, X.; Sung, S. H. P.; Shan, G.; Lam, J. W. Y.; Shuai, Z.; Tang, B. Z. A Facile Strategy for Realizing Room Temperature Phosphorescence and Single Molecule White Light Emission. Nature Communications 2018, 9 (1).
Verity, B.; Bigger, S. W. The Dependence of Quinine Fluorescence Quenching on Ionic Strength. International Journal of Chemical Kinetics 1996, 28 (12), 919–923.
Gehlen, M. H. The Centenary of the Stern-Volmer Equation of Fluorescence Quenching: From the Single Line Plot to the SV Quenching Map. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 2020, 42, 100338.
Chaichi, M.; Alijanpour, S. The Fluorescence Quenching Study of Quinine in Presence of Some Anions. Caspian J. Chem 2014, 3, 15–21.
Douglas Arvid Skoog; F James Holler; Crouch, S. R. Principles of Instrumental Analysis; Thomson-Brooks/Cole: Belmont, Ca, 2007.