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Fluoreszenz weltweit vergleichbar

In einer Kooperation zwischen PTB, BAM sowie zwei Industriepartnern wurden spektrale Fluoreszenzstandards entwickelt, charakterisiert und zertifiziert, mit denen sich gerätespezifische Einflüsse auf das Fluoreszenzsignal eliminieren lassen. So werden Fluoreszenzmessungen weltweit vergleichbar.

Miniatur-Ulbrichtkugelstrahler (links) und Fluoreszenzstandards mit den korrigierten Fluoreszenzspektren (rechts)

Die Fluoreszenz ist eine breit eingesetzte Analysemethode, deren Anwendungen vom Umweltschutz (z. B. Schadstoffbestimmung) über die klinisch-chemische Analytik (z. B. Protein- und DNA-Analytik) bis zum empfindlichen Nachweis für chromatographische Trennverfahren (z. B. Hochleistungs-Dünnschichtchromatographie) reichen. Fluoreszenz wird also mit einer Vielzahl von völlig unterschiedlichen Systemen gemessen. Um die Ergebnisse trotzdem miteinander vergleichen zu können, muss man gerätespezifische Einflüsse auf das Fluoreszenzsignal ermitteln und korrigieren. Genau dies wurde in einer vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Kooperation zwischen der PTB, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) sowie den Firmen Gigahertz-Optik GmbH und Sigma-Aldrich GmbH mit Hilfe einer radiometrischen Rückführungskette erreicht.

Die Rückführungskette besteht aus drei wesentlichen Elementen: erstens aus einem kompakten, homogen leuchtenden Ulbrichtkugelstrahler. Dessen spektrale Strahldichte wurde (bei nahezu Lambertscher Abstrahlcharakteristik) gegenüber einer Wolframbandlampe um mehrere Größenordnungen reduziert, so dass er in seinen Strahlungseigenschaften wesentlich besser an eine fluoreszierende Probe angepasst ist als herkömmliche Strahldichtenormale.

Das zweite Element ist ein Referenzfluorometer mit minimalen optischen Abbildungsfehlern, das – rückgeführt über das Strahldichtenormal – die Zertifizierung von Fluoreszenzspektren mit ausreichend kleinen radiometrischen Messunsicherheiten ermöglicht.

Als dritter Teil der Rückführungskette dient der Kalibriersatz „Spektrale Fluoreszenzstandards BAM-F001 – BAM-F005“, dessen korrigierte Emissionsspektren im Januar 2006 von der BAM zertifiziert wurden. Diese chemischen Transferstandards ermöglichen es dem Anwender, die relativen spektralen Empfindlichkeit des Emissionskanals von Fluoreszenzmesssystemen unter applikationsrelevanten Bedingungen einfach, schnell und rückführbar zu ermitteln und zu korrigieren. Dies wurde durch die in der Fluorometrie aktiven Staatsinstitute (NIST, NRC, NPL, PTB und BAM) in einem internationalen Vergleich von korrigierten Fluoreszenzspektren bestätigt, bei dem der neue Kalibriersatz „Spektrale Fluoreszenzstandards“ für den Transfer eingesetzt wurde.