Halle, Johannes: Optical microscopy for fluorescence quantum yield measurements at ultra-low concentrations

Abstract in German:

In dieser Arbeit wird die Anwendung der Weitfeld-Fluoreszenzmikroskopie zu Messungen der Fluoreszenz-Quantenausbeute untersucht. Benutzt werden dazu Proben aus fluoreszierenden Molekülen, die in dünne Polymerfilme eingebettet sind. Diese Probenstruktur ermöglicht die Betrachtung und Analyse einzelner, bestimmter Moleküle und wird daher üblicherweise in der Grundlagenforschung zu molekularer Fluoreszenz eingesetzt. Auf der Basis verschiedener Messparameter solcher Proben wird ein umfassendes Konzept zur Durchführung und Beurteilung der Experimente entwickelt. Dabei werden sowohl Ensemblemessungen als auch Untersuchungen zu Eigenschaften einzelner Moleküle durchgeführt. Als Referenzsubstanz dient hierbei der organische Farbstoff DXP. Die verschiedenen Aspekte werden anschließend in einer Computersimulation verknüpft, die eine virtuelle Nachbildung realer Proben durchführt und damit die schnelle und bequeme Überprüfung von Messergebnissen und Probeneigenschaften ermöglicht. Die Simulation ist speziell auf konjugierte Polymere zugeschnitten und erlaubt die Verwendung von Molmassenverteilungen, welche zuvor mithilfe von GPC gemessen wurden, als Grundlage für platzierte Moleküle. Das entwickelte Mess- und Bewertungskonzept wird anschließend auf das konjugierte Polymer MEH-PPV als erstes Testobjekt angewendet. Neben der Fluoreszenz-Quantenausbeute zeigen sich überraschende Resultate bei der Untersuchung zweier Fraktionen unterschiedlicher molarer Masse. Beide weisen unerwartet ähnliche Eigenschaften hinblicklich Anzahl von Molekülen und individueller Helligkeit auf. Dies motiviert zu weiteren Studien zum Verhalten konjugierter Polymere in Lösungen.