熒光技術(shù)

熒光，是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)某種常溫物質(zhì)經(jīng)某種波長(zhǎng)的入射光（通常是紫外線或X射線）照射，吸收光能后進(jìn)入激發(fā)態(tài)，并且立即退激發(fā)并發(fā)出比入射光的波長(zhǎng)長(zhǎng)的出射光（通常波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波段，且一旦停止入射光，發(fā)光現(xiàn)象也隨之立即消失）。具有這種性質(zhì)的出射光就被稱之為熒光。

光照射到某些原子時(shí)，光的能量使原子核周圍的一些電子由原來(lái)的軌道躍遷到了能量更高的軌道，即從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)單線態(tài)或第二激發(fā)單線態(tài)等。第一激發(fā)單線態(tài)或第二激發(fā)單線態(tài)等是不穩(wěn)定的，所以會(huì)恢復(fù)基態(tài)，當(dāng)電子由第一激發(fā)單線態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時(shí)，能量會(huì)以光的形式釋放，所以產(chǎn)生熒光。

另外有一些物質(zhì)在入射光撤去后仍能較長(zhǎng)時(shí)間發(fā)光，這種現(xiàn)象稱為余輝。在日常生活中，人們通常廣義地把各種微弱的光亮都稱為熒光，而不去仔細(xì)追究和區(qū)分其發(fā)光原理。

熒光是物質(zhì)吸收光照或者其他電磁輻射后發(fā)出的光。大多數(shù)情況下，發(fā)光波長(zhǎng)比吸收波長(zhǎng)較長(zhǎng)，能量更低。但是，當(dāng)吸收強(qiáng)度較大時(shí)，可能發(fā)生雙光子吸收現(xiàn)象，導(dǎo)致輻射波長(zhǎng)短于吸收波長(zhǎng)的情況發(fā)生。當(dāng)輻射波長(zhǎng)與吸收波長(zhǎng)相等時(shí)，即是共振熒光。常見(jiàn)的例子是物質(zhì)吸收紫外光，發(fā)出可見(jiàn)波段熒光，我們生活中的熒光燈就是這個(gè)原理，涂覆在燈管的熒光粉吸收燈管中汞蒸氣發(fā)射的紫外光，而后由熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光，實(shí)現(xiàn)人眼可見(jiàn)。

（1）激發(fā)光譜：發(fā)光材料在不同波長(zhǎng)光的激發(fā)下，該材料的某一發(fā)光譜線與譜帶的強(qiáng)度或發(fā)光效率與激發(fā)光波長(zhǎng)的關(guān)系。

（2）發(fā)射光譜：發(fā)光材料在某一激發(fā)光的激發(fā)下，其不同波長(zhǎng)的發(fā)光強(qiáng)度的強(qiáng)弱變化。

（3）熒光強(qiáng)度：熒光強(qiáng)度與該種物質(zhì)的熒光量子產(chǎn)率、消光系數(shù)以及含量等因素有關(guān)。

（4）熒光量子產(chǎn)率Q：量子產(chǎn)率表示物質(zhì)將吸收的光能轉(zhuǎn)化為熒光的本領(lǐng)，是熒光物質(zhì)發(fā)出光子數(shù)與吸收光子數(shù)的比值。

（5）斯托克司(Stokes)位移：斯托克司位移為最大熒光發(fā)射波長(zhǎng)與最大吸收波長(zhǎng)之差。

（6）熒光壽命：當(dāng)一束光激發(fā)熒光物質(zhì)時(shí)，熒光物質(zhì)的分子吸收能量后從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)，再以輻射的形式發(fā)出熒光回到基態(tài)，激發(fā)停止時(shí)，分子的熒光強(qiáng)度降低到激發(fā)時(shí)最大強(qiáng)度的1/e時(shí)所需的時(shí)間為熒光壽命。

光照射物質(zhì)時(shí)，光子打到分子上，大約在10-15秒內(nèi)被吸收，原來(lái)處于基態(tài)的電子被激發(fā)到較高的能級(jí)，從而使分子處在激發(fā)態(tài)。此后，激發(fā)態(tài)分子通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)換過(guò)程把部分能量轉(zhuǎn)移給周圍分子，使較高激發(fā)態(tài)的電子很快回到最低激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)（亦稱第一單線態(tài)）。處在第一單線態(tài)的分子的平均壽命是10^-8秒左右。如果這種分子通過(guò)發(fā)射出相應(yīng)的光子而回到基態(tài)的各個(gè)不同的振動(dòng)能級(jí)，即可產(chǎn)生熒光，根據(jù)回到的振動(dòng)能級(jí)的不同，熒光的波長(zhǎng)就不同，從而形成熒光發(fā)射帶光譜。由于發(fā)射熒光前已有一部分能量被消耗，所以發(fā)射熒光所相應(yīng)的能量要比物質(zhì)吸收的光能量小，故而熒光的發(fā)射特征波長(zhǎng)總比激發(fā)特征波長(zhǎng)長(zhǎng)。

物質(zhì)能否產(chǎn)生熒光，主要和物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)及周圍介質(zhì)環(huán)境（如溶劑極性、pH值、溫度等）有關(guān)。

>> 物質(zhì)的定性&定量分析

>> 熒光標(biāo)記DNA測(cè)序

>> 生物大分子的物理化學(xué)特性及其分子的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象

>> 流式細(xì)胞技術(shù)、免疫學(xué)、臨床檢驗(yàn)、癌細(xì)胞識(shí)別等

【來(lái)源：光虎光學(xué)內(nèi)部培訓(xùn)資料】