Biophysics · 10.05

蛍光

Fluorescence

🧠 蛍光は、励起一重項singlet (state)一重項（singlet (state)）singlet (state)（一重項）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）許容遷移allowed transition許容遷移（allowed transition）allowed transition（許容遷移）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、分子は速い振動緩和vibrational relaxation振動緩和（vibrational relaxation）vibrational relaxation（振動緩和）を経て通常 $S_1$ の最低振動準位へ達し、そこから $S_0$ 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

スピンspinスピン（spin）spin（スピン）許容遷移allowed transition許容遷移（allowed transition）allowed transition（許容遷移）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、蛍光は励起光excitation light励起光（excitation light）excitation light（励起光）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	$S_1\to S_0$	$T_1\to S_0$
スピンspinスピン（spin）spin（スピン）選択	許容	禁制continence (continent)禁制（continence (continent)）continence (continent)（禁制）
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、消光quenching消光（quenching）quenching（消光）、検出器感度に依存する。高濃度では自己吸収や濃度消光quenching消光（quenching）quenching（消光）により比例関係が崩れることがある。

まとめ

蛍光は主に $S_1\to S_0$ のスピンspinスピン（spin）spin（スピン）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。