Orange G – Fluoreszenz oder was?

[MiR]

Hallo Michael,

alles klar, dann haben sich meine Vorschläge erübrigt, da es ja die korrekte Substanz sein sollte.

Ich habe mir mal die Quelle der Information angeschaut. Da wird die Sache möglicherweise schon klarer, denn da steht: "Despite its two ionizable groups, it shows only two colors in aqueous solution, brilliant orange in neutral and acidic pH or red in pH greater than 9. When exposed to UVs show a light blue fluorescence."
Ich interpretiere den Satz so: die blaue Fluoreszenz tritt (nur) auf wenn der pH-Wert der Lösung größer als 9 ist. Das scheint mir auch plausibel wenn man sich das Absorptionsspektrum des Orange G im neutralen (oder sauren) anschaut, da gibt es (sich überlappende) Absorptionsbanden welche (insgesamt) bis fast 550 nm reichen. Nehmen wir mal an, dass blaue Fluoreszenz auftritt, dann würde das emittierte blaue Licht (ca. 420 -480 nm) durch den Farbstoff sofort re-absorbiert und damit nicht zu beobachten sein. Wenn der Farbstoff aber eine rote Färbung zeigt (pH>9) liegt die gesamt Absorption kurzwelliger als bei orangener Farbe (pH<<=7) der Lösung.
Es kann aber auch sein, ich liege völlig daneben ... 

Viele Grüße aus Berlin
Michael

[witweb]

Hallo Michael,

ja, klingt plausibel. Ich werde das untersuchen.

Wie erhalte ich eine Lösung, die einen pH-Wert >9 hat und nicht das Orange G verändert? Ich hätte hier KOH, wäre das geeignet?
Ansonsten habe ich Lackmusstreifen, einen elektronischen pH-Wert-Messer (für meinen Kräutergarten) und für die UV-Untersuchung ein dunkles Zimmer, eine UV-Taschenlampe und eine UV-Schutzbrille. 

Beste Grüße

Michael

[jochen53]

Hallo Michael,
vom KOH brauchst Du den Hauch einer Spur um ins stark Alkalische zu kommen. Eine winzige Menge Soda (Natriumcarbonat) ginge auch.
Jochen

[MiR]

Hallo Michael,

da bist du ja bestens ausgestattet!
Du möchtest das Orange G nicht verändern? Ich nehme mal an, dass du mit Veränderung eine chemische Reaktion (im engeren Sinne) meinst. Aber keine Bange, dem Orange G wird nur ein kleines Haar gekrümmt, und wenn du willst kannst du es anschließend mit Säure wieder zurückbiegen. 
Wie Jochen schon schrieb, eine kleine Menge zugeben und mit deinem pH-Meter kontrollieren, Hauptsache der pH-Wert ist größer 9.
Die Sache mit dem Lackmus-Papier ist mir ein bisschen ungenau, da gibt es bessere (Universal)-Indikatorpapiere (Unitest, Tritest, stuphan). Wobei Stuphan-Papier eine DDR-Marke ist/war.
Außerdem ist mir das Lackmus verleidet, seitdem Politker immer irgendetwas vom Lackmustest erzählen. 
Was mir ein bisschen unklar ist, was eine UV-Taschenlampe ist ...  Sie hat wirklich keinen Vis-Anteil welcher die wahrscheinlich schwache Fluoreszenz überstrahlen könnte ?

Viele Grüße aus Berlin
Michael

[witweb]

Hallo Jochen und Michael,

danke für die Tipps. Ich versuche es dann erst mal mit Natriumcarbonat.
Kleines Haar ist okay.
Auf meinem Teststreifenheftchen steht pH 1-14. Den Rest kann ich nicht lesen, weil chinesisch. Aber mein "Digital Handheld pH Wert Meter Messgrät mit 0,05 pH Hohe Genaunigkeit, 0,00-14,00 pH" kann ich mit beiliegendem pH Buffer Powder, gelöst in 250 ml deionisiertem Wasser kalibrieren - pH  4.00 @ 25°C bzw. pH 6,86 @ 25° C.

Zur Taschenlampe -  ich habe eine Tank007 TK-566 3W UV LED 365nm + Spektralfilter. Die stahlt wirklich nur minimal im sichtbaren Bereich. Ich hatte das mal getestet, indem ich meine UV-Schutzbrille davor gehalten und dann ein weißes Blatt Papier angeleuchtet habe. Fast nix zu sehen. Spricht natürlich auch für die Brille.
Ich hatte aber ohnehin vor, zwei Reagenzgläser zu verwenden, eins mit Orange G bei pH um 7, das andere mit pH >9. Dann kann ich von beiden zusammen ein Foto machen.
Das wäre dann der Lackmustest! 

Viele Grüße

Michael

[MiR]

Hallo Michael,

na, da hast du ja 2 Methoden zur pH-Prüfung, respektive die Möglichkeit beiden Methoden gegeneinander antreten zu lassen. Wenn du Lust hast, kannst du ja mal von diesem PH-Wert-Nebenschauplatz berichten.

Siehe an, das es 365-LEDs gibt war mir bekannt, aber in Taschenlampen verbaut, war mir neu.
Ich habe mich mal auf die Suche begeben und festgestellt, dass sogar der Papst die Dinger vertreibt: https://www.taschenlampen-papst.de/Tank007-TK-566-3W-UV-LED-Lampe-365nm-Ultraviolet-Taschenlampe-Taschenlampen-nm-Geocaching.
Die (katholische) Kirche scheint auch nicht mehr das zu sein was sie mal war! Na, vielleicht hilft es bei der Suche nach der wahren Erleuchtung.

U.a. steht auf der Homepage: "bei der 3Watt Angabe handelt es sich um die Leistungsaufnahme der LED im Betrieb und nicht um die Leistung der UV Abgabe!" . Nun ist es so, dass mich persönlich die Leistung der UV-Abgabe wesentlich mehr interessieren würde. Hast du eine Ahnung wie es bei deiner Taschenlampe damit aussieht ? Von einem zusätzlichen Spektralfilter ist da nicht die Rede, könntest du da noch ein paar Angaben machen ?

Die stahlt wirklich nur minimal im sichtbaren Bereich. Ich hatte das mal getestet, indem ich meine UV-Schutzbrille davor gehalten und dann ein weißes Blatt Papier angeleuchtet habe. Fast nix zu sehen. Spricht natürlich auch für die Brille.

Hmm, was sieht man denn ohne Brille ? Den UV-Anteil ja wohl nicht, aber ist es ohne Brille heller ? Wenn ja, würde die Brille auch schon sichtbares Licht wegfiltern. Und fast nix aus der Lampe könnte immer noch zuviel sein, da die Fluoreszenz in Lösung schon minimal sein kann und dann eigentlich nur mit einem Fluorimeter detektierbar ist. In Lösung ist die Konzentration des Stoffes sehr viel geringer und die Desaktivierungskanäle für die eingestrahlte Lichtenergie sind in Lösung sehr viel vielfältiger als im Kristall (oder besser allgemein in fester Phase). Aber mal sehen, wie deine Versuche ausgehen und was uns Horst nach den Fluo-Experimenten mitteilt.

Viele Grüße aus Berlin
Michael

[witweb]

Hallo Michael,

ja, pH-Werte. Mein digitales Messgerät tut sich schwer. Die Anzeige springt soviel hin und her, dass ein Kalibrieren oder Messen unmöglich ist. Hat vielleicht zu lange gelegen. Muss ich mal sehen. Bis dahin werde ich wohl mit den Teststreifen Vorlieb nehmen müssen. Aber so genau muss es ja, im konkreten Fall, nicht sein.

Die Taschenlampe, die ich habe, findest du beim Papst, da warst du schon richtig, da gibt es die incl. Spektralfilter: 
https://www.taschenlampen-papst.de/Tank007-TK-566-3W-UV-LED-Lampe-365nm-Ultraviolet-Taschenlampe-Spektralfilter

Der Papst meint:" Neu ist die Version mit Spektralfilter anstatt des Frontglases, damit wird der Output an sichtbarem Licht signifikant verringert, bei einem nur etwas geringeren Output im UV Bereich. Damit werden feine UV Reaktionen nicht vom sichtbaren Lichtanteil überstrahlt und damit nochmals besser sichtbar".

Wieviel UV da letztendlich abgegeben wird, kann ich nicht sagen, da wirst du wohl auch keine Angaben finden. Ich habe die Lampe aber schon eine ganze Weile und mache da gelegentlich Makros mit, z.B. so was:





Oder Tests mit irgendwelchen Mikromounts, Chemikalien, oder eben Orange G...


Zum "Brillen-Test": Wenn du mit der Lampe auf ein weißes Blatt Papier leuchtest, siehst du einen sehr hellen, bläulich weißen Fleck. Dabei spielt der ,,Weißmacher" im Paier eine wesentliche Rolle, aber eben vielleicht auch ein bestimmter Anteil Licht im sichtbaren Bereich. Wenn du nun ein UV-Sperrfilter (meine UV-Schutzbrille ist ja so etwas) zwischen Lampe und Papier hältst, siehst du auf dem Papier nur noch den sichtbaren Anteil. Im konkreten Fall -so gut wie nichts. Ob das ausreicht, muss ich sehen.

Viele Grüße

Michael

[MiR]

Hallo Michael,

vielen Dank für den Hinweis zur Lampe, die "Tank007 UV-AA02" bringt ja lt. Aussage vom Papst sogar noch mehr. Diese Aussage ist zwar nicht sonderlich quantitativ, aber wenn der FIlter wirklich so gut ist wie beschrieben, sollte die Lampe ihr Geld wert sein. Ich überlege noch mit dem Kauf, werde auf alle Fälle deine Ergebnisse abwarten.

Wenn es nicht das Messgerät selber ist, liegt es meistens daran das die Messelektrode nicht in der Elektrolyt-Lösung (gesättigte Kaliumchloridlösung) gelagert wurde. Kann man u.U. wieder einigermaßen hinbiegen...   
Die Aufnahme deiner Pflanze ist nur mit UV-Licht gemacht ? Oder ist das ein Gemisch von UV und Vis ? Unklar ist mir an der Sache allerdings wieso du grüne Corona-Viren züchtest bzw. ihnen Unterschlupf gewährst.  Tut mir leid, aber von Pflanzen habe ich NULL Ahnung, worauf ich auch nicht gerade stolz bin ...

Viele Grüße aus Berlin
Michael

[witweb]

Hallo Michael,

meine ,,Coronaviren" stammen vom örtlichen Gartenmarkt, was natürlich die Wuhan-Theorie in gewisser Weise in Frage stellt. 
Ich habe nur die UV-Lampe verwendet. Aber natürlich hellen die stark leuchtenden Teile des Objektes auch die Szenerie insgesamt auf. Es handelt sich bei den Beispielen übrigens um Hibiskus-Pollen. Vorsichtshalber fotografiert mit FFP2-Maske.

Ich hadere immer noch etwas mit meinem pH-Meter. Ich kenne mich mit den Dingern nicht so genau aus, denke aber, dass man da nichts in KCl-Lösung lagern muss. Bei diesen Billigdingern wird wohl ein Gel oder so etwas verwendet. Ich habe den Stift jetzt mal ein paar Stunden in Leitungswasser stehen lassen. Der Wert driftet immer noch etwas, aber nur in den letzten Stellen. Gestern sprang der Wert ja fast über den gesamten Messbereich.
Der Pen lag hier bestimmt zwei Jahre lang rum. Am Anfang habe ich häufig damit gemessen, aber dann zunehmend die Messwerte durch die inzwischen gewonnenen Erfahrungswerte ersetzt.

Viele Grüße

Michael

So sieht das Teil aus:

[witweb]

Kein ,,light blue"!

Ich habe jetzt Folgendes versucht:
Zwei Gläser mit Lösungen von Orange G, eins mit pH 4, das andere mit pH 11.
Erwartungsgemäss unterscheiden sich die Lösungen von der Farbe her, das mit pH 11 erscheint rötlicher:



Nun zu den Versuchen mit UV-Strahlung. Dazu habe ich das Glas mit der Orange G-Lösung (pH 11) auf die senkrecht eingespannte UV-Taschenlampe gestellt und von unten bestrahlt. Im ersten Anlauf war der Deckel noch auf dem Glas, der hat aber so stark orange gestrahlt, das der halbe Raum beleuchtet war:

ISO 12600, 1/8 s, Blende 2,8


Nachdem ich den Deckel abgenommen hatte, waren die Verhältnisse besser, aber der Boden des Glases leuchtete noch weiß.



Ich dachte zunächst, dass das durch den noch vorhandenen Anteil an Licht im sichtbaren Bereich verursacht wird. Der wird zwar durch das Filter in der Taschenlampe reduziert, aber sicher nicht vollständig unterdrückt. Also habe ich ein zusätzliches UV-Bandpassfilter zwischen Lampe und Becher geschoben, aber keine nennenswerte Änderung erzielen können. Meine Vermutung war nun, dass einfach das Glas selbst durch das UV-Licht angeregt wird und hell leuchtet. Um das zu prüfen, habe ich dann einen UV-Sperrfilter zwischen Lampe und Glas gebracht. Damit war das Leuchten weitestgehend verschwunden, allerdings war auch, logisch, keine Fluoreszenz zu sehen

Zusammenfassend kann ich sagen, wenn die Lösung tatsächlich unter UV-Einfluss bläulich strahlen sollte, dann so schwach, dass ich das mit meinen Mitteln nicht nachweisen kann.
Ich werde aber alle Glasbecher u.ä., die mir unter die Finger kommen, hinsichtlich des UV-Verhaltens testen. Dann kann ich ja nochmal einen Versuch starten.
Vielleicht hat auch jemand einen Tipp...

Viele Grüße

Michael

[jochen53]

Hallo Michael,
etwas ganz abseits von fluoreszierenden Farbstoffen:  Hast Du zufällig so ein kleines Schleifwerkzeug wie einen Dremel: Dazu gibt es so kleine rosafarbenen Schleifkörper. Schau die mal mit Deiner UV-Taschenlampe an, Du wirst begeistert sein.
Jochen

[Horst Wörmann]

Liebe Fluoreszenz-Freunde,

Michael hat mir für ein paar Messungen seine Originalprobe zur Verfügung gestellt, vielen Dank!
Hier zunächst wieder ein Fluoreszenz-Bildchen:

Bild 1:

Aus Wasser auskristallisiert. 470 nm Anregung, Filtersatz Zeiss 09. An einem der Kriställchen bei 1 Uhr läßt sich nun ein Emissionsspektrum erzeugen; der rote Fleck ist die Abbildung der Meßblende.

Bild 2:

Wie Bild 2, nur mit Polarisator, Hellfeld.
An der markierten Stelle wurden zwei Emissionsspektren aufgenommen, einmal Ex bei 365 nm im UV, einmal bei 470 nm im Blauen:
Bild 3:


Das Maximum liegt mit 602 nm im Orange-Bereich, es gibt keinerlei Anzeichen für irgendeine Fluoreszenz im Blauen! Das Maximum ist etwas von der Schichtdicke abhängig, dickere Stellen gehen ins Rote, wie auf auch Bild 1 zu erkennen.
Die Emissionskurven sind zudem unabhängig von der Anregungswellenlänge: Kasha-Regel (Regel, nicht Gesetz! Trifft aber hier prima zu). Eine Änderung der Anregungswellenlänge (und damit der Anregungsenergie) bewirkt keine Änderung der Emissionswellenlänge. Jedoch verringert sich die Fluoreszenzintensität, wenn abseits der optimalen Anregungswellenlänge eingestrahlt wird.

Auch die von Michael beobachtete Abhängigkeit der Farbe vom pH-Wert läßt sich spektroskopisch nachweisen. Hier die Spektren einer wässrigen Lösung, einmal neutral/sauer (blaue Kurve) und einmal im stark alkalischen Milieu (rote Kurve, die gelbe bitte ignorieren; Fehlmessung), also so viel Natronlauge zugesetzt, bis keine Veränderung mehr festzustellen ist (1-cm-Küvette):
Bild 4:

Wie von Michael beschrieben, wird die Lösung dunkler (höhere Absorption im Spektrum) und es tritt eine Farbverschiebung zum Langwelligen hin auf. Orange G verhält sich also ganz anders als z.B. der Indikator Neutralrot, bei dem ein deutlicher Farbumschlag von gelb nach rot erfolgt, mit einem sehr schön erkennbaren isosbestischen Punkt.

Weil's so schön ist, hier noch ein Beispiel für Blau-Fluoreszenz:
Bild 5:


Anthracen aus Toluol kristallisiert, Polarisation
Bild 6:

Dieselbe Präparatstelle wie Bild 5, Fluoreszenz bei 365 nm, Filtersatz Zeiss 02

Bild 7:

Das zugehörige Emissionsspektrum. Man beachte, daß das Spektrum zum Kurzwelligen hin abgeschnitten ist, bedingt durch das Sperrfilter. Da liegt nämlich noch eine Bande bei 375 nm.

Zur Methodik der Mikrospektralfotometrie siehe Artikel auf unserer Bonner Webseite.

Viele Grüße aus Bonn
Horst

[Heiko]

Hallo in die Runde,
eine spannende Geschichte war das – auch ohne das ,,ersehnte" Happy End.
Gruß, Heiko

[MiR]

An die Fluoreszenz-Freunde,

schade, keine pH-Wert abhängige Fluoreszenz. Scheint wohl eher so dass der Experimentator leicht blau war 

Viele Grüße aus Berlin
Michael

[MiR]

Hallo Horst,

glücklicherweise haben wir jetzt durch deine Experimente eine fundierte Aussage zum Problem, danke.

Deine Messungen resp. der Link zur Beschreibung deines Spektrometeraufbaus haben mich (nochmal) "verführt" das Dokument zu lesen. Du schreibst:

Mit einer roten Leuchtdiode wird das spektrometer-seitige Ende des Lichtleiters beleuchtet; der am mikroskopseitigen Ende entstehende Leuchtfleck wird gewissermaßen rückwärts im Präparat abgebildet und ist als rote, eng begrenzte Markierung sowohl makroskopisch auf dem Präparat als auch im mikroskopischen Bild sichtbar. Voraussetzung ist natürlich ein Fototubus mit 50/50 Strahlenteilung.

In der rechten Teilfrontplatte SMA-Anschlußplatte mit rückseitiger LED-Beleuchtung für die Meßfleck-Einspiegelung

Was mir unklar ist wie du die wechselseitige Lichtleiternutzung. Wie realisiert du die Einkopplung der LED ? Ist dafür der 50/50-Fototubus gedacht, um mit 2 Fasern arbeiten zu können ?

Viele Grüße aus Berlin
Michael