Zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung

Santiago.R, Birge.T

Versuchsprotokoll

Aufbaumesswerte:
-Wellenlänge des Läsers von $\lambda = 652nm$
-$OD = 2,4$ der Phäophorbid Lösung
-Optische Weglänge von $10mm$ an der Küvette
-Betriebspannung des Detektors $V_d = 0,8V$
-Polarisationsfilter 90°

SDT File Test

Datenauswertung Funktion

Nicht Lineare Fit Funktion

Für den Fit der Messdaten wird die gemessene Funktion für die Fluoreszenz $f_m(t)$ mit dem Integral der Apparaturfunktion $IRF(t-\tau)$ und der echten Funktion für die Fluoreszenz $f(\tau)$ gleichgesetzt als
$f_m(t)=\int_{\tau = 0}^{t}f(\tau)IRF(t-\tau)d\tau$
und $f(\tau)$ mit der exponentiellen Modelfunktion
$f(\tau)= a \cdot e^{-bt}+c$ mit Parametern $a$, $b$ und $c \in \mathbb{R}$
gefittet.

Hinweis: Aufgrund von Schwierigkeiten bei der Implementierung eines Algorithmus, der die obigen Fits mittels dem Reconvolutionsintegral bestimmen kann, wurde unten auf einen Exponential mit zwei Termen der Fit durchgeführt und die IRF vernachlässigt. Dies hat zur konsequenz, dass die bestimmten Abklingszeiten der Fluoreszenz deutlich fehlerbehafteter sind, doch jedoch geht die Erstellung eines Algorithmus in Python für Fits mit Integralen über Gauß oder ähnlichen Verteilungen samt der zu fittenden Funktion über die Anforderungen dieses Praktikums

Die vereinfachte Fit-Funktion ist eine Exponentialfunktion aus zwei Termen und einer Konstante
$f(t) = a1\cdot e^{-b1t}+a2\cdot e^{-b2t}+c$
und wird lediglich beschränkt auf das Intervall der Abklingszeit $t_i \in [t_0,t]$, die durch den exponentiell abfallenden Funktionsbereich $f'(t_i)<0$ gekennzeichnet wird, gefittet.

0. Test mit Streuküvette

bei unterschiedlichen Schwellwerten von $5-50mV$ mit einer Detektorspannung von $800 V$ und danach mit einem Schwellwert von $V_{Sch} =29.8mV$ bei unterschiedlichen Detektorspannungen $600-1000V$
Collection: 20 sekunden
Gain = 2
Offset = 21
Lambda-Gate = 40°
Graufilter

1. Countsraten Test mit Streuküvette

Apparatur-Test bei unterschiedlichen Countsraten von $1e3-1e6$
Collection: 20 Sekunden
Schellwert = 29.8 mV
Detektorspannung = 800 V
Gain = 2
Offset = 21
Lambda-Gate = 0°-90°
Graufilter

2. Test mit Pheophörbid a Lösung in Ethanol

bei OD von 0.1, bzw. Stoffmengen von $V_{Ph} = 60 ul$ und $V_{Eth} = 1440 ul$ und unterschiedlichen Countsraten
Collection: 5 sekunden
Schellwert = 29.8 mV
Detektorspannung = 800 V
Gain = 2
Offset = 21
Lambda-Gate_Apparatefunktion = 67.5°
Passfilter Notiz: Overflow nach 15.7 sekunden bei 45°

3. Reabsorption mit unterschiedlichen Pheophörbid a Lösungen in Ethanol

bei OD von 0.1-1.5
Collection: 5 sekunden
Schellwert = 29.8 mV
Detektorspannung = 800 V
Gain = 2
Offset = 21
Lambda-Gate = 67.5°
Passfilter

Ausrechnen der Stoffmengen

Messungen

4.Fluoreszenz von Phäophorbid bei unterschiedlichen Proportionen von Ethanol-Wasser

OD von 0.6, $V_{Ph}=300ul$ und unterschiedliche Anteile von $V_{LM}=1200ul$ an Wasser/Ethanol Collection: 5 sekunden
Schellwert = 29.8 mV
Detektorspannung = 800 V
Gain = 2
Offset = 21
Lambda-Gate = 67.5°
Passfilter

5.Fluoreszenz von Phäophorbid in Wasser bei Zugabe von Triton X-100 Detergenzmittel

OD von 0.6, $V_{Ph}=300ul$ und unterschiedliche Anteile von $V_{LM}=1200ul$ an Wasser/Ethanol
mit 2 Tropfen Triton X-100 bei 100% Wasser und bei 82,5% Wasser ca. 5 Tropfen
Collection: 5 sekunden
Schellwert = 29.8 mV
Detektorspannung = 800 V
Gain = 2
Offset = 21
Lambda-Gate = 67.5°
Passfilter

6.Fluoreszenz von Phäophorbid in Wasser/ Triton X-100 Detergenzmittel bei unterschiedlichen Polarisationsfilter Einstellungen

OD von 0.6, $V_{Ph}=300ul$ $V_{LM}=1200ul$ von Wasser mit 2 Tropfen Triton X oder Ethanol
Collection: 5 sekunden
Schellwert = 29.8 mV
Detektorspannung = 800 V
Gain = 2
Offset = 21
Lambda-Gate = 67.5°
Passfilter

1.Messung mit Wasser/Triton X-100

2. Messung mit Ethanol

Anisotropie