Кіріспе

Флуоресцентті заттардан шығарылатын жарықтың азаюы

Химияда, сөндіру – берілген заттың флуоресценттік қарқындылығын төмендететін кез келген процеске жатады. Сөндіруге түрлі процестер себеп болуы мүмкін, мысалы, қоздырылған күйдегі реакциялар, энергияның берілуі, кешендердің түзілуі және соқтығысулар. Осының салдарынан, сөндіру көбінесе қысым мен температураға байланысты болады. Молекулалық оттегі, йод иондары және акриламид – кең таралған химиялық сөндіргіштер. Хлорид ионы – хининнің флуоресценциясын сөндіретін жақсы белгілі зат. Сөндіру лазерлік флуоресценция сияқты жедел емес спектроскопиялық әдістер үшін қиындық тудырады. Оптиодты сенсорларда сөндіру қолданылады; мысалы, рутенийдің кейбір кешендеріне оттегінің сөндіру әсері ерітіндідегі оттегінің қанығуын өлшеуге мүмкіндік береді. Сөндіру – Фёрстердің резонанстық энергия беру (FRET) сынақтарының негізі болып табылады. Белгілі бір молекулалық биологиялық нысанамен өзара әрекеттесу кезінде сөндіру және қайта жандану молекулалық бейнелеуге арналған белсендірілетін оптикалық контраст агенттерінің негізі болып табылады. Көптеген бояулар өзінен-өзі сөндіріледі, бұл флуоресценттік микроскопия үшін ақуыз-бояу конъюгаттарының жарықтығын азайтуы мүмкін, немесе протеолиз сенсорларында қолданылуы мүмкін.

Фёрстер резонанстық энергиясы

Энергияның сәулеленбей (фотонды сіңірместен немесе шығармай) екі бояу, донор мен акцептор арасында берілуі мүмкін бірнеше ерекше механизмдер бар. Фёрстер резонанстық энергия беру (FRET немесе FET) – донор қозған күйде болғанда энергия беру жүзеге асатын динамикалық сөндіру механизмі. FRET донор мен акцептордың өтпелі дипольдері арасындағы классикалық диполь-диполь өзара әрекеттесулерге негізделген және донор-акцептор қашықтығына, R, 1/R⁶ пропорциясында төмендеуге өте сезімтал. FRET донор мен акцептордың спектральдық жабысуына (суретті қараңыз) және донор мен акцептордың өтпелі диполь моменттерінің салыстырмалы бағытына да байланысты. FRET әдетте 100 Å дейінгі қашықтықтарда жүруі мүмкін.

Декстер электронды көшірмесін

Декстер (Декстер алмасуы немесе соқтығысу энергиясының берілуі, көбінесе Декстер энергиясының берілуі деп аталады) – тағы бір динамикалық сөндіру механизмі. Декстер электрондық алмасуы – қашықтыққа байланысты экспоненциалды түрде төмендейтін, қысқа аралықтағы құбылыс (e−kR-ге пропорционалды, мұндағы k – атомның ван дер Ваальс радиусының кері шамасына байланысты тұрақты) және донор мен сөндіргіш молекулалық орбитальдарының кеңістіктегі жапқышуына байланысты. Көптеген донорлық флуорофор – сөндіргіш акцептор жағдайларында Фёрстер механизмі Декстер механизмінен гөрі маңыздырақ. Фёрстер және Декстер энергиясының берілуі кезінде бояулардың сіңіру және флуоресценция спектрлерінің пішіні өзгеріссіз қалады. Декстер электрондық алмасуы бояу мен еріткіш арасында, әсіресе олардың арасында сутекті байланыстар қалыптасқанда маңызды болуы мүмкін.

Экциплекс

Экциплекс (қозған күйдегі кешен) түзілуі – үшінші динамикалық өшіру механизмі.

Статикалық сөндіру

Қалған энергия беру механизмі – статикалық сөндіру (сонымен қатар контактілік сөндіру деп те аталады). Статикалық сөндіру кейбір репортер-сөндіргіш зондтары үшін басым механизм болуы мүмкін. Динамикалық сөндіруден өзгеше, статикалық сөндіру молекулалардың негізгі күйде кешен құрағанда, яғни қозу жүрмес бұрын пайда болады. Бұл кешеннің өзіне тән қасиеттері бар, мысалы, флуоресценцияламайды және ерекше сіңіру спектріне ие. Бояулардың бірігуі көбінесе гидрофобтық әсерге байланысты – бояу молекулалары сумен байланысын азайту үшін бірігіп жиналады. Гидрофобтық күштер арқылы байланысуға жарамды жазық ароматикалық бояулар статикалық сөндіруді күшейте алады. Жоғары температура және беттік белсенді заттардың қосылуы негізгі күйдегі кешеннің түзілуін бұзады.

Тездетуді сөндіру

Соқтығысу арқылы сөндіру, қозған флюорофор негізгі күйге радиациялық емес ауысуды жеңілдететін атом немесе молекуламен жанасқанда пайда болады. Қозған күйдегі молекула сөндіруші молекуламен соқтығысып, радиациялық емес жолмен негізгі күйге оралады.