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[分享] 荧光淬灭是什么?什么原理?

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发表于 2025-4-16 21:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2025-4-16 21:31 | 显示全部楼层
荧光淬灭是一个过程,其中荧光团(被特定波长的光激发时发光的分子)的荧光强度在淬灭剂分子的存在下降低。荧光淬灭的原理是基于能量从荧光团的激发态转移到淬灭剂分子,这可以通过不同的机制发生。

荧光淬灭的一个常见机制是静态淬灭,即荧光基团和淬灭剂形成不发光的非荧光复合物。这种情况发生在荧光体和淬灭剂彼此接近的时候,例如在蛋白质与蛋白质的相互作用中或当荧光体与DNA分子结合时。

荧光淬灭的另一种机制是动态淬灭,其中激发态的荧光团通过碰撞与淬灭剂分子相互作用。当荧光团和淬火剂在溶液中时,这可能发生,淬火剂分子可以扩散并与激发态荧光团碰撞,转移能量并降低荧光强度。

荧光淬灭通常用于各种应用中,如研究蛋白质-蛋白质相互作用、DNA-蛋白质相互作用和酶动力学。
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发表于 2025-4-16 21:31 | 显示全部楼层
荧光淬灭现象:在产生荧光的物质的溶液中加入盐等物质会使溶液的吸光度下降
  产生原因:
  分子结构和化学环境是影响物质发射荧光和荧光强度的重要因素. 至少具有一个芳环或具有多个共轭双键的有机化合物容易产生荧光,稠环化合物也会产生荧光.饱和的或只有一个双键的化合物,不呈现显著的荧光.最简单的杂环化合物,如吡啶,呋喃,噻吩和吡咯等,不产生荧光.
  取代基的性质对荧光体的荧光特性和强度均有强烈影响.苯环上的取代基会引起最大吸收波长的位移及相应荧光峰的改变.通常给电子基团,如-NH2-,-OH,-OCH3,-NHCH3和-N(CH3)2等,使荧光增强;吸电
  子基团,如-CL,-Br,-I,-NHCOCH3,-NO2和-COOH,使荧光减弱.具有刚性结构的分子容易产生荧光.
  大多数无机盐类金属离子不产生荧光,而某些情况下,金属螯合物却能产生很强的荧光. 溶剂的性质,体系的PH值和温度,都会影响荧光的强度.
  荧光分子与溶剂或其他分子之间相互作用,使荧光强度减弱的现象称为荧光猝灭.引起荧光强度降低的物质称为猝灭剂.当荧光物质浓度过大时,会产生自猝灭现象.
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发表于 2025-4-16 21:32 | 显示全部楼层
一般来说(必须加这个注释,化学的世界,不加这个注释就会死得很惨),荧光是第一吸收的最低振动能级发出的。换句话说,一般来说S1V0能级是荧光发射的主体。
怎么到达S1V0能级呢?用光激发到更高能级,然后弛豫到S1V0是主要的一种方式;当然也可以直接光激发到这里。
然后,在高激发态弛豫到S1V0之前就消耗了激发态数目的途径可以起到猝灭作用。
最主要的是,与S1V0的荧光过程(FL,Fluorescence luminescence)相互竞争,以激发态能量传递(EET,Excited state energy transfer)、电子传递(ET,Electron transfer)、非电子传递激发态反应、激发态能量内转换(IC,Internal conversion)和向三重态的系间窜跃(isc,Inter system crossing)等方式,使S1V0以不发光的方式失去能量,统统可以称为非辐射(nr,non-radiation)损失(loss,如果不考虑化学反应,其最终终点是基态时,可以叫非辐射弛豫,non-radiatiative relaxation)。这些现象导致荧光效率降低,通称为猝灭。注意名词的写法,是“猝灭”,不是淬灭;是“系间窜跃”,不是系间穿越。crossing也不能翻译为交叉了,因为“窜跃”这个词表达的很好,已经成为标准了。
FRET,Dexter的EET,形成聚集体(Excimer,Exciplex的)都是EET,化学反应和ET之间有些可以甄别和混淆的概念,别的都很清楚了。
楼下赵冷说的“激发光的长时间照射是荧光淬灭的最常见原因:”那不是猝灭,那是漂白,是“Bleaching”。可以是永久的,也可以是暂时的。
知乎连这种回复都要审核,我们看看小便能审出什么好屁来。
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发表于 2025-4-16 21:32 | 显示全部楼层
时间线上刷出来 @赵泠 的回答,看完之后产生了如下思考:
奎宁溶液→屈臣氏汤力水,氯离子→盐
说试就试,先来看看正常的荧光




然后注入灵魂


接下来,确实是荧光淬灭,就剩这么可怜的一点点




最后,剩余的液态实验材料都进了我的肚子(氯离子超标的那份除外)
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发表于 2025-4-16 21:32 | 显示全部楼层
荧光淬灭指荧光分子由于和其它分子发生作用而出现的光度降低、发光时间缩短乃至停止发光。
激发态反应、共振能量转移、形成非荧光性的络合物、分子碰撞、pH变化、温度变化、压力变化等各式各样的原因都可能引起荧光淬灭[1]。激发光的长时间照射是荧光淬灭的最常见原因:荧光的产生需要激发光的照射,但这会促进激发态分子与其它分子相互作用、引起碰撞,进而导致荧光淬灭。
能够引起荧光淬灭的物质称淬灭剂,常见的是卤素离子、重金属离子、具有氧化性的有机化合物(硝基化合物、重氮化合物、羰基化合物和羟基化合物)、氧分子。例如这是在紫外激光照射下的两份奎宁溶液,左侧溶液由于存在氯离子而淬灭,右侧溶液发出奎宁正常情况下的蓝色荧光。



由Victor Claessen / Victorclaessen,CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16873614

一部分荧光物质可以自我淬灭,例如溶液中的四苯基卟啉。
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