生物物理学 · 10.04
Kashaの法則
Kasha’s rule
🧠 Kashaの法則は、どの高い励起状態へ光を吸収しても、発光は通常その多重度 multiplicity 多重度(multiplicity) multiplicity(多重度) の最低励起電子状態から起こるという経験則 rules of thumb 経験則(rules of thumb) rules of thumb(経験則) である。
発光前に起こる速い緩和
などへ励起された分子は、発光するより速く振動緩和 vibrational relaxation 振動緩和(vibrational relaxation) vibrational relaxation(振動緩和) と内部転換 internal conversion 内部転換(internal conversion) internal conversion(内部転換) を起こし、の最低振動準位へ集まる。各過程の位置づけは無放射遷移で確認できる。
励起波長と発光スペクトル
異なる励起波長を使っても同じから蛍光が生じるため、発光スペクトルemission spectrum 発光スペクトル(emission spectrum)emission spectrum(発光スペクトル) の形は励起波長に依存しにくい。ただし吸収効率は波長で異なるので、発光強度まで一定になるとは限らない。
💡 Kashaの法則が述べるのは「発光の出発状態」であり、「励起スペクトルexcitation spectrum 励起スペクトル(excitation spectrum)excitation spectrum(励起スペクトル) と発光スペクトル emission spectrum 発光スペクトル(emission spectrum) emission spectrum(発光スペクトル) が同じ」という意味ではない。
経験則としての限界
高い励起状態からの発光が内部転換 internal conversion 内部転換(internal conversion) internal conversion(内部転換) より速い場合や、状態間の結合が弱い場合には例外がある。したがって選択則のような絶対的 absolute 絶対的(absolute) absolute(絶対的) 禁止ではなく、Jablonski図上の速度比較として理解する。
まとめ
励起状態からの緩和、発光、測定値の解釈は、蛍光の時間依存性 time-dependent 時間依存性(time-dependent) time-dependent(時間依存性) と実験条件を併せて考える。12
- 多くの分子は発光前に最低励起電子状態へ緩和する。
- 発光スペクトルemission spectrum 発光スペクトル(emission spectrum)emission spectrum(発光スペクトル) は励起波長に依存しにくいが、強度は変わりうる。
- Kashaの法則は速い内部転換 internal conversion 内部転換(internal conversion) internal conversion(内部転換) を前提とする経験則 rules of thumb 経験則(rules of thumb) rules of thumb(経験則) である。
出典
- 1.Fluorescence Lifetime Measurements and Biological Imaging(Chemical Reviews・2010)蛍光の励起状態、寿命、量子収率および生体イメージングでの解釈閲覧 2026-08-21
- 2.The Development and Enhancement of FRAP as a Key Tool for Investigating Protein Dynamics(Biophysical Journal・2018)蛍光退色回復法による分子移動・動態解析の原理と限界閲覧 2026-08-21