Mehrdimensionale Fluoreszenzspektroskopie : eine instrumentelle und methodische Annäherung an die Bestimmung photophysikalischer Parameter von Fluoreszenzfarbstoffen
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Die Arbeit beschreibt ein System zur einfachen, schnellen und zuverlässigen Bestimmung photophysikalischer Parameter von Fluoreszenzfarbstoffen. An einem Eigenbau-Spektrometer zur schnellen Fluoreszenzdetektion wurden die Bestimmungsmethoden optimiert und auf mehrdimensionale Messungen erweitert. Weitere Spektrometersysteme zur Messung von Absorption und Emission bei tiefen Temperaturen wurden modernisiert. Die bestehenden Auswerteverfahren und Bestimmungsmethoden, insbesondere zur Fluoreszenzquantenausbeute-Bestimmung, wurden vereinfacht und verfeinert. Hierfür wurde eine Software ("Spekwin32") entwickelt, die eine schnelle und zuverlässige automatisierte Verarbeitung großer Mengen spektroskopischer Daten ermöglicht. Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der entwickelten Methoden wird bewertet. Durch Minimierung systematischer und statistischer Fehler konnte - verglichen mit den bisher in der Literatur beschriebenen Methoden - eine signifikante Verbesserung von Reproduzierbarkeit und Richtigkeit der bestimmten Parameter erreicht werden.
Nach Validierung der Instrumente und Meßmethoden wurden an zwei Klassen neuer Verbindungen spektroskopische Fragestellungen bearbeitet. Bei der ersten Klasse handelt es sich um N-H...N-Wasserstoffbrücken-Systeme, die aufgrund eines teilweisen Protonentransfers im ersten angeregten Singulett-Zustand zwei Emissionen zeigen, von denen eine stark langwellig verschoben ist. Das spektroskopische Verhalten dieser Verbindungen bei Protonierung und die Abhängigkeit des Protonentransfer-Gleichgewichtes vom Lösemittel und von der Temperatur werden bestimmt. Als zweite Klasse von Systemen wurde eine Reihe von chiralen doppelten Borchelaten untersucht. Nach Isomerentrennung u.a. mittels HPLC (an chiralen Phasen) wurde die Abhängigkeit der spektroskopischen Daten (Absorption, CD, Fluoreszenz, Fluoreszenzquantenausbeuten) von der Molekülstruktur (Konformationsabhängigkeit) bestimmt.
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This work describes a system for simple, fast and reliable measurement of spectroscopic properties and determination of photophysical parameters of fluorescent dyes. On the basis of a self-constructed spectrometer for rapid fluorescence detection, methods of determination were optimized and the measuring possibilities were expanded to multidimensional measurements. Further spectrometer systems for absorption and fluorescence measurement at low temperatures were modernized. Existing measurement procedures and methods were both simplified and improved, especially the determination of fluorescence quantum yields. A spectroscopy software, Spekwin32, was developed for this purpose, allowing the fast and reliable simultaneous processing of large spectroscopic data sets. The accuracy and precision of developed methods were evaluated. By the minimization of systematic and statistical errors, high accuracy as well as high precision could be achieved.
Instruments and methods successfully validated, two spectroscopic problems were worked on. First, a class of compounds with N-H-N intramolecular hydrogen bonds gets investigated. Due to partial proton transfer in excited state, these compounds show dual emission, with one strongly shifted to long wavelengths. The changes in spectroscopic properties on protonation were determined. The dependence of the proton transfer equilibrium on temperature and solvents was investigated. Second, for a series of chiral double boron chelates the configurations were assigned by chiral HPLC and the enantiomers' circular dichroism spectra were measured. Further, the influence of molecular structure on spectroscopic properties and fluorescence quantum yields are discussed.
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ISO 690
MENGES, Friedrich, 2008. Mehrdimensionale Fluoreszenzspektroskopie : eine instrumentelle und methodische Annäherung an die Bestimmung photophysikalischer Parameter von Fluoreszenzfarbstoffen [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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