Self-quenching von Pyranin

Auch der Self-quenching-Effekt findet in in der Forschung Anwendung. Entsprechend kann der Effekt zuvor ebenfalls anhand dieses Versuchs erarbeitet werden.

Geräte und Chemikalien:

Schnappdeckelglas, Messpipette (5 mL), Spatel, Glasrührstab, demin. Wasser, Pyranin (GHS07).

Versuchsdurchführung:
In ein Schnappdeckelglas werden unter UV-Licht nach und nach jeweils wenige Kristalle Pyranin in 1 mL Wasser gelöst.

Beobachtung:
Nach Zugabe erster weniger Kristalle Pyranin zu Wasser fluoresziert die Lösung leicht grün. Die stetige Zugabe weiterer Kristalle sorgt zunächst für eine Intensivierung der Fluoreszenz, die bei weiterer Zugabe wieder abnimmt (siehe Abbildung).

Abbildung: Pyraninlösung unter UV-Licht bei sukzessiver Zugabe von Pyraninkristallen.

Deutung:
Die Intensität der Fluoreszenz der Pyraninlösung hängt von der Konzentration der Pyraninmoleküle ab. Mit steigender Konzentration steigt zunächst auch die Fluoreszenzintensität, was mit der zunehmenden gleichzeitigen Anregung der Fluorophore erklärt werden kann. Ab einer gewissen Konzentration sinkt jedoch die Intensität wieder. Analog zum Experiment Quenching-Effekt kommt es bei steigender Konzentration vermehrt zu Stoßprozessen der Moleküle, bei denen die Energie von einem Fluorophormolekül auf ein anderes übertragen wird. In Abwesenheit von nicht-fluoreszierenden Stoßpartnern wie Halogenidionen kommt es bei Erhöhung der Fluorophorkonzentration zusätzlich zur Ausbildung nicht-fluoreszierender Dimere der Farbstoffmoleküle, die zusätzlich für die Energieübertragung zur Verfügung stehen.

Anmerkungen zur Deutung:
Bitte beachten Sie die Anmerkungen zur Deutung der Experimente im separten Beitrag.

Litertaur:

• von Hoff, E. (2020). Entwicklung und Evaluation von Konzepten und Formaten zum Wissenstransfer von der Forschung in die Schule und Öffentlichkeit - Am Beispiel des SFB 803 (Dissertation). Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen. Abrufbar unter http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-14C7-4.