熒光淬滅(英語:Quenching)是指熒光物質的熒光強度降低的任何過程。許多過程都會導致淬滅現象,例如激發態反應、能量轉移、配合物的形成和碰撞淬滅。氧分子、碘離子丙烯酰胺都是常見的化學淬滅劑[1]氯離子是常見的奎寧淬滅劑[2][3][4]

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紫外激光(左)照射溶解在水中的兩個奎寧樣品。右側樣品發出一般奎寧的藍色熒光,左側樣品中因為含有氯離子,可淬滅奎寧的熒光,因此左側樣品不會發出明顯的熒光。

淬滅被用於製造光極英語optode傳感器,例如氧對某些配合物的淬滅效應可以用於測量溶液中的氧飽和度;淬滅是熒光共振能量轉移(FRET)分析技術的基礎[5][6][7];特定標靶分子結合時的淬滅與去淬滅效應可用作光學造影劑 [8][9];許多染料有自淬滅現象,導致熒光顯微鏡的蛋白質-染料偶聯物的亮度降低[10];或是用作檢測蛋白酶解傳感器[11]

淬滅機理

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供體發射和受體吸收的光譜產生重疊

熒光共振能量轉移

熒光淬滅可以用多種機制解釋,其中的FRET是動態淬滅機制,供體與受體通過非輻射的方式轉移能量。因為能量轉移的過程基於二者的躍遷偶極間的經典偶極-偶極相互作用,因此極其依賴於供體-受體間的距離R,以E∝1/R6的效率下降[12],通常FRET過程在100 Å的距離內發生。FRET的過程還取決於供體-受體的重疊(如圖)以及躍遷偶極矩的相對取向。

德克斯特電子轉移

德克斯特電子轉移英語Dexter electron transfer(或稱為德克斯特電子交換、碰撞能量轉移等)是另一種動態淬滅機制[13],同樣此過程依賴於供體和受體間的距離,能量轉移速率由下式所示,此過程通常在10 Å的距離內發生[14],式中是供體與受體間的距離,是不易由實驗得到的常量,是重疊光譜的積分[15]

激基配合物

激發態配合物的形成過程是第三種動態淬滅過程。

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靜態與動態淬滅機理的比較

靜態淬滅

剩餘的能量轉移機理是靜態淬滅,靜態淬滅發生在基態的熒光分子與淬滅劑通過結合形成配合物時,即激發發生之前。靜態淬滅形成的配合物會失去熒光性。

碰撞淬滅

激發態的熒光基團與淬滅劑原子或分子碰撞時,以無輻射躍遷的方式回到基態,此種淬滅過程稱為碰撞淬滅。

參考文獻

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