Флуоресце́нція або флюоресце́нція — короткотривала (від пікосекунд до мілісекунд) люмінесценція. Виникає внаслідок: опромінення речовини світлом, йонізуючим промінням, проходження крізь неї електричного струму, при хімічних реакціях, механічному впливі тощо.

Флуоресценція уранового скла в ультрафіолеті.
Аескулін

Назва походить від мінералу флюориту.

Протилежне (довготривала люмінесценція) — Фосфоресценція.

Види

ред.

За механізмом розрізняють такі різновиди флуоресценції: резонансну, спонтанну, вимушену та рекомбінаційну. За типом збудження розрізняють фотолюмінесценцію, рентгенолюмінесценцію, катодолюмінесценцію, хемолюмінесценцію, кріолюмінесценцію, електролюмінесценцію, триболюмінесценцію та ін.

Застосування

ред.

Захисні знаки в грошах

ред.

Оптичні відбілювачі

ред.

Сучасний «офісний» папір набагато біліший за свого радянського попередника завдяки додаванню речовин, що поглинають в УФ діапазоні, а випромінюють в фіолетово-блакитному, створюючи оптичне доповнення до натурального жовтуватого кольору паперу.

Біологічні дослідження

ред.

Флуоресценція знайшла широке застосування у прикладних біологічних дослідженнях.

Аналітична хімія

ред.

Сенсибілізована флюоресценція

ред.

Флуоресценція молекул або атомів, які енергію збудження отримали від інших молекул чи атомів, збуджених внаслідок абсорбції фотона (англ. sensitized fluorescence).

Органічні флуорофори

ред.

Родамін, Флуоресцеїн

Фізичні основи

ред.
  • Діаграма Яблонського описує перетворення системи під час флуоресценції.
  • Квантовий вихід — ефективність перетворення збудження на випромінювання зазвичай залежить від часу життя збудженого стану.
 ,

де Nex — кількість збуджених молекул, а Nem — кількість випромінених фотонів[1].

Добрі флуорофори (наприклад, родамін) мають квантовий вихід, близький до одиниці (100 %). Напряму виміряти кількість збуджених молекул надзвичайно важко. В лабораторній практиці вимірюють квантовий вихід відносно стандарту. Для цього вимірюють в однакових умовах флуоресценцію та поглинання досліджуваної речовини та стандарту, а обчислення проводять за формулою:

 ,

де I — інтегральна інтенсивність флуоресценції досліджуваної речовини в усьому спектральному діапазону, А — поглинання (абсорбція) світла на довжині хвилі збудження. Is та Аs — те ж саме, тільки для стандарту. Фs — квантовий вихід стандарту. Необхідні умови застосовності цієї формули: поглинається не надто велика частка світла (А, Аs < 0.1), спектри випромінювання (емісії) досліджуваної речовини та стандарта близькі за діапазоном (відхилення до 50 нм). Типовими стандартами є: хінін-сульфат, ароматичні вуглеводні, лужний розчин флуоресцеїну, родамін.

Стоксів зсув

ред.
Докладніше: Стоксів зсув
  • Різниця між довжиною хвилі поглинутого та випроміненого фотонів. Коливається в межах 20-100 нм для більшості органічних флуорофорів.

Час життя збудженого стану

ред.

При флуоресценції емісія фотона відбувається завдяки переходу S1S0. Такий процес проходить за час порядку наносекунд — пікосекунд (10−9−10−12 с). Час життя збудженого стану пов'язаний із квантовим виходом: невипромінювальна деактивація флуорофора зменшує квантовий вихід пропорційно зменшенню часу життя збудженого стану.

 

Де kf — швидкість випромінювального переходу kn — сумарна швидкість невипромінювальних переходів.

Вимірювання часу життя збудженого стану використовується для виділення різних популяцій флуорофорів, що різняться по оточенню[2]. Також на її основі розроблено мікроскопічні методи (англ. Fluorescence-lifetime imaging microscopy, FLIM)[3].

Вихід флуоресценції

ред.

Для даного збудженого стану певного атома — відношення числа збуджених атомів, які випускають фотон, до загального числа збуджених станів.

Див. також

ред.

Примітки

ред.
  1. Valeur, Bernard, Berberan-Santos, Mario (2012). Molecular Fluorescence: Principles and Applications. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-32837-6. p. 64
  2. Joseph R. Lakowicz. Principles of Fluorescence Spectroscopy 3rd edition. Springer (2006). ISBN 978-0387-31278-1.[сторінка?]
  3. Сучасні методи мікроскопії в біології і медицині / О. І. Олар, О. Ю. Микитюк, В. І. Федів // Клінічна та експериментальна патологія. - 2014. - Т. 13, № 2. - С. 212-217.

Література

ред.

Посилання

ред.