生物物理学

生物物理学 · 10.05

蛍光

Fluorescence

🧠 蛍光は、励起状態から基底状態へので、励起を止めるとほぼ直ちに消える発光である。

蛍光を生む遷移

光吸収後、分子は速いを経て通常S1S_1の最低振動準位へ達し、そこからS0S_0の複数の振動準位へ光子を放出する。この流れはJablonski図で表せる。

寿命と波長

なので寿命は一般にns程度と短い。発光前にエネルギーの一部が熱として失われるため、蛍光はより長波長側へ現れる。この分離はStokesシフトとして定量化される。

特徴 蛍光 りん光
主な遷移 S1→S0S_1\to S_0 T1→S0T_1\to S_0
選択 許容
代表的な持続 ns程度 µsから秒以上
励起停止後 速やかに消失 残光を示しうる

観察強度を決めるもの

観測蛍光は色素濃度だけでなく、吸収光子数、量子収率、、検出器感度に依存する。高濃度では自己吸収や濃度により比例関係が崩れることがある。

まとめ

励起状態からの緩和、発光、測定値の解釈は、蛍光のと実験条件を併せて考える。12

  • 蛍光は主にS1→S0S_1\to S_0の許容放射遷移である。
  • 寿命が短く、励起停止後すぐに消える。
  • 発光強度は濃度だけでなく、吸収・量子収率・装置応答にも左右される。

出典

  1. 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. 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