Fluorescence spectrometer, Fluorescence quantum yield, Relative fluorescence quantum yield.

형광 양자 수율(Fluorescence quantum yield)은 형광 소멸 시간(Fluorescence lifetime)과 함께 형광체(Fluorophore)의 특성을 결정짓는 가장 중요한 인자이다.

형광 양자 수율은 아래의 식과 같이 흡수된 광자의 개수와 방출된 광자의 개수의 비율이다.

양자 수율 Q는 방사 전이 과정(radiative process)과 비방사 전이 과정(non-radiative process)의 상대적인 비율로도 나타낼 수 있다.

절대 양자 수율을 구하기 위해서는 매우 복잡하고 정교한 기기장치가 필요하기 때문에 기기적인 면에서나 방법적인 면에서 상대적으로 간단한 상대 형광법이 많이 이용된다.

상대 형광법에서는 형광 양자 수율이 알려져 있는 기준 시료를 이용해서 기준 시료의 형광 세기와 미지 시료의 형광 세기를 비교해서 형광 양자 수율을 구한다.

상대 형광법을 이용한 형광 양자 수율을 구하는 방법에는 두 가지가 있다. 첫번째는 “One point” 방법으로 기준 시료와 미지 시료의 형광을 한번의 측정으로 형광 양자 수율을 구할 수 있어 빠르고 간편하게 형광 양자 수율을 구할 수 있지만 시료 흡광도를 측정할 때의 부정확성으로 인해 정확성이 떨어질 수 있다.

둘째는 기울기 법으로 상대적으로 오랜 시간을 필요로 하지만 흡광도의 측정에서 발생할 수 있는 부정확성을 줄임으로써 비교적 정확히 형광 양자 수율을 구할 수 있다는 장점이 있다.

이번 실험에서는 기울기 법을 이용하였으며, 0.95의 형광 양자 수율을 갖는 Rhodamine 6G를 기준 물질로 사용해서 Rhodamine B의 형광 양자 수율을 구했다.

1. Rhodamine B, Rhodamine 6G: 형광법을 이용한 DNA, RNA, 단백질 검출을 위한 착
색제로 많이 사용한다.

그림 1. Rhodamine 6G(좌) 와 Rhodamine B(우)의 분자구조

2. Ethanol
3. S-4100 UV/Vis Spectrophotometer
4. FS-2 Fluorescence Spectrophotometer
5. Fluoromaster S/W
6. Fluorescence cell (광경로 10mm)