Fluorescencija
Ovaj članak se u velikoj mjeri ili u potpunosti oslanja na neovlaštene izvore , što može izazvati sumnju u neutralnost i provjerljivost datih informacija. Takvi izvori također ne pokazuju značaj predmeta članka. |


Fluorescencija , ili fluorescencija, je fizički proces, neka vrsta luminescencije . Fluorescencija se obično naziva radijacioni prijelaz pobuđenog stanja iz najnižeg singletnog vibracionog nivoa S 1 u osnovno stanje S 0 [ izvor neodređen 1196 dana ] . U opštem slučaju, fluorescencija je spin - dozvoljena radijativna tranzicija između dva stanja iste multiplicitnosti : između singlet nivoa ili trojka ... Tipični životni vijek takvog pobuđenog stanja je 10 −11 −10 −6 s [1] .
Fluorescenciju treba razlikovati od fosforescencije - spin-zabranjenog radijacionog prijelaza između dva stanja različite multipličnosti. Na primjer, radijacioni prijelaz pobuđenog tripletnog stanja T 1 u osnovno stanje S 0 . Singlet-triplet prijelazi su kvantno-mehanički zabranjeni, stoga je životni vijek pobuđenog stanja tokom fosforescencije reda veličine 10 −3 −10 −2 s [2] .
Poreklo termina
Termin "fluorescencija" dolazi od naziva minerala fluorita , u kojem je prvi put otkriven, i lat. -escent je slab radni sufiks.
Studij istorije
Po prvi put, fluorescenciju kininskih jedinjenja uočio je fizičar George Stokes 1852. godine.
Teorijska osnova
Prema konceptima kvantne hemije , elektroni u atomima se nalaze na energetskim nivoima . Udaljenost između nivoa energije u molekuli ovisi o njegovoj strukturi. Kada se supstanca ozrači svjetlošću, moguć je prijelaz elektrona između različitih energetskih nivoa. Energetska razlika između nivoa energije i frekvencije vibracije apsorbirane svjetlosti međusobno su povezane jednadžbom (II Borov postulat):
Nakon apsorpcije svjetlosti, dio energije koju primi sistem troši se kao rezultat relaksacije . Dio se može emitovati u obliku fotona određene energije [3] .
Odnos spektra apsorpcije i fluorescencije
Spektar fluorescencije je pomjeren u odnosu na spektar apsorpcije prema dužim talasnim dužinama. Ovaj fenomen je dobio naziv " Stokesov pomak ". To je uzrokovano procesima neradijativne relaksacije. Kao rezultat toga, dio energije apsorbiranog fotona se gubi, a emitirani foton ima nižu energiju, a samim tim i veću valnu dužinu [4] [5] .
Šematski prikaz procesa emisije i apsorpcije svjetlosti. Yablonski dijagram
Procesi apsorpcije svjetlosti i fluorescencije su shematski prikazani na dijagramu Yablonsky.
U normalnim uslovima, većina molekula je u osnovnom elektronskom stanju. ... Nakon apsorpcije svjetlosti, molekul prelazi u pobuđeno stanje ... Kada je uzbuđen na višim elektronskim i vibracionim nivoima, višak energije se brzo troši, prenoseći fluorofor na najniži vibracioni podnivo stanja ... Međutim, postoje izuzeci: na primjer, fluorescencija azulena može nastati iz oba i od države.
Kvantni prinos fluorescencije
Kvantni prinos fluorescencije pokazuje koliko se ovaj proces efikasno odvija. Definira se kao omjer broja emitovanih i apsorbiranih fotona. Kvantni prinos fluorescencije može se izračunati pomoću formule
gdje Da li je broj fotona emitovanih kao rezultat fluorescencije, i - ukupan broj apsorbovanih fotona. Što je veći kvantni prinos fluorofora , to je njegova fluorescencija intenzivnija. Kvantni prinos se također može odrediti pomoću pojednostavljenog Yablonskog dijagrama [6] , gdje je i - konstante brzine radijativne i neradijativne deaktivacije pobuđenog stanja.
Tada se frakcija fluorofora vraća u osnovno stanje emisijom fotona, a time i kvantni prinos:
Iz posljednje formule slijedi da ako , odnosno, ako je brzina neradijativne tranzicije mnogo manja od brzine radijativne tranzicije. Imajte na umu da je kvantni prinos uvijek manji od jedinice zbog Stokesovih gubitaka.
Fluorescentna jedinjenja
Mnoge organske supstance su sposobne za fluorescenciju, obično sadrže sistem konjugovanih π-veza. Najpoznatiji su kinin , metil zelene, metil plava, fenol crvena, kristalno ljubičice, sjajan plavi Crisol, POPOP, fluorescein , eozin , akridin boje (akridin narančasta, akridin žuta), rhodamines (Rodamina 6G, rodamin B), Nile crvena i mnogi drugi.
Aplikacija
U proizvodnji boja i bojanju tekstila
U ovom odeljku nedostaju veze do izvora informacija . |
Fluorescentni pigmenti se dodaju bojama , flomasterima , a takođe i kod bojenja tekstila , predmeta za domaćinstvo, nakita i sl. za dobijanje posebno svetlih („blistavih“, „kiselih“) boja sa povećanim spektralnim albedom u traženom opsegu talasnih dužina, ponekad prelazi 100 %. Ovaj efekat se postiže činjenicom da fluorescentni pigmenti pretvaraju ultraljubičastu svjetlost sadržanu u prirodnom svjetlu i svjetlu mnogih umjetnih izvora (kao i za žute i crvene pigmente, kratkovalni dio vidljivog spektra) u zračenje željeni raspon, čineći boju intenzivnijom. Posebna vrsta fluorescentnih tekstilnih pigmenata je optička plava , koja ultraljubičasto svjetlo pretvara u plavo, čime se nadoknađuje prirodna žućkasta nijansa tkanine , čime se postiže efekat snježno bijele boje odjeće i posteljine . Optička plava se koristi kako za fabričko bojenje tkanina tako i za osvježavanje boje tokom pranja , u prašcima za pranje rublja . Slični pigmenti se koriste u mnogim vrstama papira, uključujući papir za svakodnevnu kancelarijsku upotrebu. Ima najveći sadržaj pigmenta sa plavom, po pravilu.
Fluorescentne boje, u kombinaciji sa crnim svjetlom , često se koriste u dizajnu diskoteka i noćnih klubova . Takođe se praktikuje upotreba fluorescentnih pigmenata u mastilima za tetoviranje .
U tehnologiji
Fluorescentni aditivi se često dodaju tehničkim tekućinama, na primjer, antifrizima , kako bi se lakše pronašlo curenje iz jedinice. U ultraljubičastom svjetlu mrlje takve tekućine postaju vrlo jasno vidljive. [ izvor nije naveden 86 dana ] .
U biologiji i medicini

U biohemiji i molekularnoj biologiji primjenu su našle fluorescentne sonde i boje koje se koriste za vizualizaciju pojedinih komponenti bioloških sistema. Na primjer, eozinofili ( krvne ćelije) su tako nazvani jer imaju afinitet prema eozinu , što ih čini lakim za prebrojavanje u testu krvi .
Laseri
Fluorofori sa visokim kvantnim prinosima i dobrom fotostabilnošću mogu se koristiti kao komponente u aktivnim medijima lasera na boji.
U forenzici
Određene fluorescentne supstance se koriste u operativno-istraživačkim radnjama (za obeležavanje novca, drugih predmeta u toku dokumentovanja činjenica davanja mita i iznude. Mogu se koristiti i u hemijskim zamkama)
U hidrologiji i ekologiji
Fluorescein je korišćen 1877. da se dokaže da su reke Dunav i Rajna povezane podzemnim kanalima. [7] . Boja je uneta u vode Dunava i nekoliko sati kasnije karakteristična zelena fluorescencija je pronađena u maloj reci koja se uliva u Rajnu. Danas se fluorescein koristi i kao specifičan marker koji olakšava pronalaženje olupinih pilota u okeanu. Za to se jednostavno razbije ampula s bojom, koja, otapanjem u vodi, formira jasno vidljivu zelenu mrlju velike veličine. Takođe, fluorofori se mogu koristiti za analizu zagađenja životne sredine (otkrivanje curenja nafte (naftnih filmova) u morima i okeanima).
vidi takođe
- Luminescencija
- Fosforescencija
- Sonoluminiscencija
- Bioluminiscencija
- Elektrofosforescencija
- Hemiluminiscencija
- Fluorometrija
Bilješke (uredi)
- ↑ http://files.pilotlz.ru/dvd/nano/disk/!n_world/dop_mat/kons_01/02.pdf . Predavanje broj 2. Osnove luminescencije (nastavak). .
- ↑ Osnovni pojmovi i značenja u fluorescentnoj mikroskopiji . stormoff.ru. Datum tretmana: 07.01.2020.
- ↑ Primer mikroskopije molekularnih ekspresija: Specijalizovane tehnike mikroskopije - Fluorescencija - Osnovni koncepti fluorescencije . micro.magnet.fsu.edu. Datum tretmana: 07.01.2020.
- ↑ Stokesov pomak u otopinama i plinovima. Nezavisnost spektra emisije od talasne dužine apsorpcije. Pravilo zrcalne simetrije i isključenja iz njega.
- ↑ Molekularni izrazi: Nauka, Optika i Vi: Svjetlo i boja - Izvori vidljive svjetlosti . micro.magnet.fsu.edu. Datum tretmana: 07.01.2020.
- ↑ Joseph R. Lakowicz. Principi fluorescentne spektroskopije / RJ Lakowicz. -NY: Springer Science, 2006.-- 960 str.
- ↑ Berlman IB. 1971. Priručnik za spektre fluorescencije aromatičnih molekula, 2. izd. Academic Press, New York.
Književnost
- Labas Yu. A., Gordeeva AV, Fradkov AF Fluorescentni i obojeni proteini // Priroda, 2003, br.
- Vekshin N.L. Fluorescentna spektroskopija biopolimera. Pushchino, Photon-century, 2009.
- Fluorescencija // Enciklopedijski rječnik Brockhausa i Efrona : u 86 svezaka (82 sveska i 4 dodatna). - SPb. , 1890-1907.
- Fluorescencija - članak iz Velike sovjetske enciklopedije .
- Lozovskaya E. Zašto sijaju // Nauka i život , 2004, br.
- Sjaj minerala // Nauka i život , 1998, br
Linkovi
U drugom dijelu, jezik ima cijeli članak Fluorescence (eng.). |