积分球在荧光量子效率收集的应用

荧光是一种最常见的光致发光现象。当某些物质分子被光照射时，荧光团形成能量激发态，并最终通过失活（能量损失）返回基态。荧光过程中主要的失活过程包括辐射跃迁（荧光）、内部转换、振动弛豫以及系间窜越等。

实验利用甲醛修饰聚乙烯亚胺并包覆纳米金合成了一种荧光聚合物。聚乙烯亚胺是一种多胺，由于富含胺，在纳米材料的合成和表面改性过程中，可以作为有效的稳定剂。超支化聚乙烯亚胺（hPEI）具有高度分支的结构和丰富的伯胺、仲胺和叔胺基团。聚乙烯亚胺中胺基的N含有孤对电子，使得hPEI具有很高的反应活性和良好的吸附性等优良的性能。聚乙烯亚胺和甲醛反应生成了席夫碱键。在反应中许多未反应的hPEI和生成的羟基是亲水的，而亚胺基和聚合物主链是疏水性的，这使得甲醛修饰的聚乙烯亚胺（hPEI-F）共聚物在含水介质中更容易形成纳米尺寸的近球形颗粒。另外hPEI-F共聚物颗粒的紧密交联结构限制了席夫碱键的分子内旋转，限制了非辐射通道并导致辐射衰减，从而使聚合物发荧光。

荧光量子产率（ΦF）是吸收的光子与通过荧光发射的光子的比率。它的数值在通常情况下总是小于1。ΦF的数值越大则化合物的荧光越强，而无荧光的物质的荧光量子产率却等于或非常接近于零。因此测量ΦF即可以反映出荧光物质的光强，对其进行准确测定是很有必要的。

硫酸奎宁是一种常用的荧光量子产率标准物质，其在0.1mol/L H2SO4中的量子产率为54%，激发光为350nm，发射光的范围为400~600nm。由于合成的甲醛修饰聚乙烯亚胺包覆纳米金材料的激发光在340nm，发射光在370~600nm，与硫酸奎宁的激发光和发射光范围一致，所以选择的标准荧光物质为硫酸奎宁。

分别配制F-hPEIAuNPs（0.05mol/LpH=2磷酸盐缓冲溶液）和硫酸奎宁（0.1mol/LH2SO4）标准溶液，使得在荧光激发光350 nm处对应吸光度值分别为0.01,0.02,0.03,0.04,0.05。扫描标准溶液和样品溶液的荧光光谱，并记录下积分的荧光强度（即荧光光谱的面积）。绘制积分荧光强度与吸光度的关系图，结果应该是斜率为k的直线，并且截距为0。分别测试0.05mol/L磷酸盐缓冲溶液和0.1mol/L H2SO4的折光率，代入式计算即得合成荧光材料的荧光量子产率。

荧光量子效率积分球有三个开口，分别是光入射口，样品口和光出射口。光入射口置有准直镜。将激发光源准直照射到样品，光出射口内置有挡板，防入射光直接出射。用的样品口配套有样品比色皿支架，样品此色四支架可用于液体，粉末、薄膜等样品测量。