生物物理学 · 10.08
りん光
Phosphorescence
🧠 りん光は、三重項triplet (state) 三重項(triplet (state))triplet (state)(三重項) 状態から基底一重項 singlet (state) 一重項(singlet (state)) singlet (state)(一重項) 状態へのスピン spin スピン(spin) spin(スピン) 禁制遷移 forbidden transition 禁制遷移(forbidden transition) forbidden transition(禁制遷移) であるため、蛍光より長く残る発光である。
三重項状態の形成
励起一重項 singlet (state)一重項(singlet (state)) singlet (state)(一重項)から項間交差 intersystem crossing 項間交差(intersystem crossing) intersystem crossing(項間交差) により三重項 triplet (state)三重項(triplet (state)) triplet (state)(三重項)へ移ると、の放射遷移が可能になる。スピンspin スピン(spin)spin(スピン) 多重度 multiplicity 多重度(multiplicity) multiplicity(多重度) の変化を伴うため遷移確率 transition probability 遷移確率(transition probability) transition probability(遷移確率) が低く、蛍光より寿命が長い。
残光と競合経路
励起を止めてもに残った分子がゆっくり失活するので、µsから秒以上の残光を示しうる。ただし温度上昇、分子衝突、酸素による消光 quenching 消光(quenching) quenching(消光) は無放射失活を増やし、りん光を弱める。こうした競合は量子収率と発光寿命luminescence lifetime発光寿命(luminescence lifetime)luminescence lifetime(発光寿命)の両方に現れる。
環境感受性
溶存酸素は三重項 triplet (state) 三重項(triplet (state)) triplet (state)(三重項) 状態を効率よく消光 quenching 消光(quenching) quenching(消光) するため、りん光寿命は酸素濃度センサーとして利用できる。一方、長寿命であるほど励起状態が周囲と相互作用する時間も長くなる。
⚠️ 「長く光る」ことだけでは、蓄光persistent luminescence蓄光(persistent luminescence)persistent luminescence(蓄光)、遅延蛍光、化学発光と区別できない。遷移状態transition state 遷移状態(transition state)transition state(遷移状態) と励起機構を確認する。
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
- りん光は項間交差 intersystem crossing 項間交差(intersystem crossing) intersystem crossing(項間交差) 後の遷移から生じる。
- スピンspin スピン(spin)spin(スピン) 禁制 continence (continent) 禁制(continence (continent)) continence (continent)(禁制) のため寿命が長く、励起停止後も残りうる。
- 酸素や衝突による消光 quenching 消光(quenching) quenching(消光) に強く影響される。
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