ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি কি?
ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি তাদের ফ্লুরোসেন্ট বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে অণুর ফ্লুরোসেন্স বিশ্লেষণ করে।
ফ্লুরোসেন্স হল আলোকসজ্জা যা ঘটে যখন একটি অণু একটি ফোটন দ্বারা একটি ইলেকট্রনিকভাবে উত্তেজিত অবস্থায় স্থল অবস্থায় ফিরে যাওয়ার জন্য উত্তেজিত হয়।
ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি নির্দিষ্ট যৌগিক অণুতে ইলেকট্রনকে উত্তেজিত করতে এবং তাদের আলো নির্গত করতে আলোর মরীচি ব্যবহার করে। আলো একটি মনোক্রোমেটরের মধ্য দিয়ে যায় এবং একটি ডিটেক্টরে প্রবেশ করে যেখানে এটি সনাক্ত করা হয়, যা অণু বা অণুর পরিবর্তনগুলি পরিমাপ এবং সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়।
ফ্লুরোসেন্স স্টেডি-স্টেট স্পেকট্রোস্কোপি এবং লাইফটাইম টেস্টিংয়ের ভূমিকা
ফ্লুরোসেন্স বিস্তৃতভাবে লুমিনেসেন্সের ঘটনাকে বোঝায়, অণু দ্বারা নির্গত আলো। বিভিন্ন ধরনের দীপ্তি আছে।
আলোক শক্তি বা ফোটন দ্বারা উত্তেজিত ফোটনের নির্গমন হল ফটোলুমিনেসেন্স।
কেমিলুমিনেসেন্স, রাসায়নিক শক্তি দ্বারা উত্তেজিত ফোটনের আলোকসজ্জা হিসাবে সংজ্ঞায়িত, বায়োলুমিনেসেন্স অন্তর্ভুক্ত করে, যেমন ফায়ারফ্লাই এবং অনেক সামুদ্রিক জীবন দেখা যায়।
ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্স হল ফোটনের নির্গমন যখন বৈদ্যুতিক শক্তি বা একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ফোটনকে উদ্দীপিত করে, যেমন কিছু আলোক প্রয়োগে।
বিশেষত, ফ্লুরোসেন্স হল এক ধরনের ফটোলুমিনেসেন্স যেখানে আলো ইলেক্ট্রনকে উত্তেজিত অবস্থায় রাখে। উত্তেজিত অবস্থা দ্রুত কম্পনের মাধ্যমে পরিবেশে তাপ শক্তি হারায় এবং তারপর সর্বনিম্ন একক উত্তেজিত অবস্থা থেকে ফোটন নির্গত করে। এই ফোটন নির্গমন প্রক্রিয়া শক্তি স্থানান্তর এবং তাপ হ্রাস সহ অন্যান্য অ-বিকিরণকারী প্রক্রিয়াগুলির সাথে প্রতিযোগিতা করে।
যখন "ফ্লুরোসেন্স" শব্দটি ব্যবহার করা হয়, একই পরিমাপ পদ্ধতি সাধারণত উপরের যেকোন শ্রেণীর লুমিনেসেন্সের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।
ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি কি?
ফ্লুরোসেন্স উত্তেজনা এবং নির্গমন বর্ণালী একে অপরকে মিরর করছে। ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি একটি নমুনা কিভাবে পরিবর্তিত হচ্ছে তা দেখতে নির্গমন এবং উত্তেজনা ব্যবহার করে।
চিত্র 1: একটি ফ্লুরোসেন্স উত্তেজনা বর্ণালী (নীল) এবং একটি নির্গমন বর্ণালী (বেগুনি) একে অপরের মিরর চিত্র
স্টেডি-স্টেট ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি হল যখন একটি অণু যখন একটি ধ্রুবক আলোর উত্স দ্বারা উত্তেজিত হয়, এবং নির্গত ফোটন বা তীব্রতা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি ফাংশন হিসাবে সনাক্ত করা হয়। ফ্লুরোসেন্স নির্গমন বর্ণালী হল যখন উত্তেজনা তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থির করা হয়, নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্ক্যান করা হয় এবং তীব্রতা এবং নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে সম্পর্ক প্রাপ্ত হয়।
ফ্লুরোসেন্স উত্তেজনা বর্ণালী হল যখন নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থির করা হয়, উত্তেজনা একরঙা তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তন করে, বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে তীব্রতা স্ক্যান করে। এইভাবে, বর্ণালী নির্গমন সনাক্তকরণের জন্য সর্বোত্তম একক নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচন করতে নমুনা এবং শোষণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করে। এটি শোষণ স্পেকট্রোস্কোপির অনুরূপ, তবে সনাক্তকরণ সীমা এবং আণবিক নির্দিষ্টতার ক্ষেত্রে এটি আরও সংবেদনশীল কৌশল। উত্তেজনা বর্ণালী একটি একক নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য/প্রজাতির জন্য নির্দিষ্ট, পরিমাপ দ্রবণ বা নমুনায় সমস্ত শোষণকারী প্রজাতির শোষণ বর্ণালীর সাপেক্ষে। প্রদত্ত ফ্লুরোফোরের নির্গমন এবং উত্তেজনা বর্ণালী একে অপরের মিরর চিত্র। সাধারণত, নির্গমন বর্ণালী উত্তেজনা বা শোষণ বর্ণালীর চেয়ে উচ্চতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যে (নিম্ন শক্তি) উপস্থিত হয়
এই দুটি বর্ণালী প্রকার (নির্গমন এবং উত্তেজনা) নমুনা কিভাবে পরিবর্তিত হয় তা পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। বর্ণালী তীব্রতা এবং সর্বোচ্চ তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তনশীলগুলির সাথে পরিবর্তিত হতে পারে যেমন তাপমাত্রা, ঘনত্ব, বা পার্শ্ববর্তী অণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া। এর মধ্যে শক্তি স্থানান্তরের সাথে জড়িত অণু এবং অণু বা উপাদানগুলি নিঃশেষ করা অন্তর্ভুক্ত। কিছু ফ্লুরোফোর দ্রাবক পরিবেশের বৈশিষ্ট্যগুলির প্রতি সংবেদনশীল, যেমন pH, পোলারিটি এবং নির্দিষ্ট আয়নিক ঘনত্ব।
কোন ধরনের অণু বা পদার্থ ফ্লুরোসেন্স প্রদর্শন করে?
কিছু সাধারণ ফ্লুরোফোরের ফ্লুরোসেন্স নির্গমন বর্ণালী। ফ্লুরোফোরস ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপিতে কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে এবং এই ধরনের স্পেকট্রোস্কোপিকে একটি অত্যন্ত সংবেদনশীল কৌশল করে তোলে।
চিত্র 2: UV এবং দৃশ্যমান বর্ণালী জুড়ে কিছু সাধারণ ফ্লুরোফোরের ফ্লুরোসেন্স নির্গমন বর্ণালী
ফ্লুরোসেন্ট অণু এবং উপকরণ সমস্ত আকার এবং আকারে আসে। কিছু সহজাতভাবে ফ্লুরোসেন্ট, যেমন ক্লোরোফিল এবং অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ ট্রিপটোফান (Trp), ফেনিল্যালানিন (Phe) এবং টাইরোসিন (Tyr)। অন্যগুলি হল স্থিতিশীল জৈব রং বা ট্যাগ হিসাবে সংশ্লেষিত অণু যা অন্যান্য অ-ফ্লুরোসেন্ট সিস্টেমে যোগ করা যেতে পারে। সাধারণত, জৈব ফ্লুরোসেন্ট অণুর গঠনগত বৈশিষ্ট্য থাকে যেমন সুগন্ধি বলয় এবং π-সংযোজিত ইলেকট্রন। তাদের আকার এবং গঠনের উপর নির্ভর করে, জৈব রঞ্জকগুলি অতিবেগুনী থেকে কাছাকাছি-ইনফ্রারেড পর্যন্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলো নির্গত করে।
নীচে কিছু এলোমেলো সাধারণ ফ্লুরোফোর রয়েছে যার নির্গমন UV-Vis পরিসরে বিস্তৃত দেখা যায়। কিছু বিরল আর্থ উপাদানের জন্য, যেমন ল্যান্থানাইড, উচ্চতর ইলেকট্রন অরবিটাল পূর্ণ হওয়ার কারণে, ধাতব লিগান্ড থেকে চার্জ স্থানান্তরের কারণে ইলেকট্রনিক রূপান্তরগুলি 4f-5d বা এমনকি 4f-4f অরবিটালের মধ্যে ঘটে। (Bunzli, 1989) এমন অনেক অণু রয়েছে যা প্রকৃতিতে আলো নির্গত করে, যেমন কিছু অ্যামিনো অ্যাসিড, ক্লোরোফিল এবং প্রাকৃতিক রঙ্গক। এখনও অন্যান্যগুলি ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপিতে বিশেষ ব্যবহারের জন্য যত্ন সহকারে ডিজাইন করা হয়েছে
ফ্লুরোসেন্ট অণু এবং উপকরণের উদাহরণ:
অ্যামিনো অ্যাসিড (Trp, Phe, Tyr)
বেস পেয়ার ডেরিভেটিভস (2-AP, 3-MI, 6-MI, 6-MAP, pyrrole-c, tC)
ক্লোরোফিল
ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিন (FPs)
জৈব রং (ফ্লুরেসিন, রোডামাইন, এন-অ্যামিনোকোমারিনস এবং তাদের ডেরিভেটিভ)
বিরল পৃথিবীর উপাদান (ল্যান্থানাইড)
অর্ধপরিবাহী
কোয়ান্টাম বিন্দু
একক দেয়ালযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব
সোলার ব্যাটারি
রঙ্গক, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং
ফসফর
আরও…
অন্যান্য অণু এবং উপাদান যেমন ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিন, সেমিকন্ডাক্টর, ফসফর এবং বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি সাধারণত ফ্লুরোসেন্ট নমুনা হিসাবে ব্যবহৃত হয়। কনজুগেটেড অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন বা ডাইনেস ধারণকারী পলিমারগুলিতে প্রায়শই ফ্লুরোসেন্ট বৈশিষ্ট্য থাকে। অবশ্যই, বিজ্ঞানীরা নতুন উপকরণ তৈরিতেও কাজ করছেন।
