Флюоресценція

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

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.

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

Протилежне (довготривала люмінесценція) — Фосфоресценція.

Назва походить від мінералу флюориту.

Застосування[ред.ред. код]

Захисні знаки в грошах[ред.ред. код]

Оптичні відбілювачі[ред.ред. код]

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

Біологічні дослідження[ред.ред. код]

Флуоресценція знайшла широке застосування у прикладних біологічних дослідженнях.

Аналітична хімія[ред.ред. код]

Органічні флуорофори[ред.ред. код]

Родамін, Флуоресцеїн

Фізичні основи[ред.ред. код]

  • Діаграма Яблонського описує перетворення системи під час флуоресценції.
  • Квантовий вихід — ефективність перетворення збудження на випромінювання зазвичай залежить від часу життя збудженого стану.
 \Phi = \frac {N_{em}} {N_{ex}} ,

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

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:

 \Phi = \Phi_{s}\frac {I} {A} \frac {A_{s}} {I_{s}},

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.ред. код]

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

Час життя збудженого стану[ред.ред. код]

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.

 \Phi = \frac {k_{f}} {k_{f}+k_{n}}

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[Джерело?]. Також на її основі розроблено мікроскопічні методи (FLIM)[Джерело?]

Дивіться також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]