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Die Stern-Volmer-Gleichung
Es besteht eine Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration in einer Probe und der Lumineszenzintensit?t sowie der Lumineszenzlebensdauer, die in der Stern-Volmer-Gleichung (1) beschrieben wird. Dabei sind τ0 and τ die Lumineszenzabklingzeiten in der Abwesenheit und Gegenwart von Sauerstoff (l0 und l sind die entsprechenden Lumineszenzintensit?ten), [O2] die Sauerstoffkonzentration und KSV die Gesamtl?schkonstante
l: Lumineszenzintensit?t in Gegenwart von Sauerstoff
l0: Lumineszenzintensit?t in Abwesenheit von Sauerstoff
τ: Lumineszenzabklingzeit in Gegenwart von Sauerstoff
τ0: Lumineszenzabklingzeit in Abwesenheit von Sauerstoff
KSV: Stern-Volmer Konstante (quantifiziert die L?scheffizienz und damit die Empfindlichkeit des Sensors)
[O2]: Sauerstoffkonzentration
(A) Lumineszenzabnahme in Gegenwart von Sauerstoff.
(B) Stern-Volmer Diagramm.
Indikatorfarbstoffe, die durch Sauerstoff abgeschw?cht werden, sind beispielsweise polyzyklische, aromatische Kohlenwasserstoffe, ?bergangsmetallkomplexe von Ru(II), Os(II), und Rh(II) und phosphoreszierende Porphyrine, die Pt(II) oder Pd(II) als Zentralatom enthalten.
Es ist wichtig zu erw?hnen, dass der L?scheffekt hochspezifisch für molekularen Sauerstoff ist. Auswirkungen von unterschiedlichen pH-Werten, Ionenarten und anderen gel?sten Stoffen in der Probe werden durch Einbetten des sauerstoffempfindlichen Indikators in eine ionenundurchl?ssige Matrix vermieden.
Im Gegensatz zu den amperometrischen Sauerstoffelektroden befinden sich Optoden in einem thermodynamischen Gleichgewicht und nicht in einem station?ren Zustand. Daher wird w?hrend der Messung kein Sauerstoff verbraucht und das Signal ist unabh?ngig von ?nderungen der Str?mungsgeschwindigkeit. Die Kalibrierfunktion von Sauerstoffoptoden h?ngt nur von der Zusammensetzung der Sensorschicht ab. So ist es m?glich, Sensoren mit einer ma?geschneiderten Sauerstoffempfindlichkeit zu entwickeln.