Введение
Излучение света веществом, поглотившим свет.
Флуоресценция – один из двух видов излучения света веществом, поглотившим свет или другое электромагнитное излучение. Флуоресценция не сопровождается изменением кратности спина электронов и обычно происходит непосредственно после поглощения; фосфоресценция включает изменение спина и происходит с задержкой. Таким образом, флуоресцентные материалы обычно перестают светиться почти сразу после прекращения действия источника излучения, в то время как фосфоресцентные материалы продолжают излучать свет в течение некоторого времени после этого. Флуоресценция является формой люминесценции. В большинстве случаев излучаемый свет имеет большую длину волны и, следовательно, меньшую энергию фотона, чем поглощенное излучение. Наглядный пример флуоресценции наблюдается, когда поглощаемое излучение находится в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра (невидимой для человеческого глаза), а излучаемый свет – в видимой области; это придает флуоресцентному веществу отчетливый цвет, который можно увидеть только при воздействии на него УФ-излучения. Флуоресценция имеет множество практических применений, включая минералогию, гемологию, медицину, химические сенсоры (флуоресцентную спектроскопию), флуоресцентную маркировку, красители, биологические детекторы, обнаружение космических лучей, вакуумные флуоресцентные дисплеи и электронно-лучевые трубки. Наиболее распространенное бытовое применение – в газоразрядных и светодиодных лампах, в которых флуоресцентные покрытия преобразуют УФ- или синий свет в более длинные волны, создавая белый свет, который может быть даже неотличим от света традиционной, но энергонеэффективной лампы накаливания. Флуоресценция также часто встречается в природе в некоторых минералах и во многих биологических формах во всех царствах живой природы. Последнее может называться биофлуоресценцией, указывая на то, что флуорофор является частью или извлечен из живого организма (а не неорганического красителя или пятна). Однако, поскольку флуоресценция обусловлена конкретным химическим веществом, которое в большинстве случаев также может быть синтезировано искусственно, достаточно описать само вещество как флуоресцентное.
Время жизни
Время жизни флуоресценции – это среднее время, в течение которого молекула пребывает в возбужденном состоянии перед испусканием фотона. Флуоресценция обычно подчиняется кинетике первого порядка:
где – концентрация молекул в возбужденном состоянии в момент времени , – начальная концентрация, а – константа скорости распада, или величина, обратная времени жизни флуоресценции. Это пример экспоненциального затухания. Различные радиационные и нерадиационные процессы могут приводить к депопуляции возбужденного состояния. В этом случае общая константа скорости распада является суммой всех констант скорости:
где – общая константа скорости распада, – константа скорости радиационного распада и – константа скорости нерадиационного распада. Это аналогично химической реакции первого порядка, в которой константа скорости первого порядка равна сумме всех констант скорости (параллельная кинетическая модель). Если скорость спонтанного излучения или любая другая константа скорости велика, время жизни будет коротким. Для широко используемых флуоресцентных соединений типичные времена затухания возбужденного состояния при испускании фотонов с энергиями от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазона находятся в пределах от 0,5 до 20 наносекунд. Время жизни флуоресценции является важным параметром для практических применений флуоресценции, таких как перенос энергии флуоресцентного резонанса и флуоресцентная микроскопия с измерением времени жизни.
Диаграмма Яблонского
Диаграмма Яблонского описывает большинство механизмов релаксации для молекул в возбужденном состоянии. Диаграмма, представленная рядом, показывает, как возникает флуоресценция в результате релаксации определенных возбужденных электронов молекулы.
Флуоресцентная анизотропия
Флюорофоры с большей вероятностью будут возбуждены фотонами, если момент перехода флюорофора параллелен электрическому вектору фотона.
Правила
Существует несколько общих правил, касающихся флуоресценции. Каждое из следующих правил имеет исключения, но они служат полезными ориентирами для понимания флуоресценции (эти правила не обязательно применимы к двухфотонному поглощению).
Каша правит
Правило Каши гласит, что люминесценция (флуоресценция или фосфоресценция) молекулы испускается только из самого нижнего возбужденного состояния с данной мультиплетностью. Правило Вавилова (логическое расширение правила Каши, поэтому и называемое правилом Каши–Вавилова) утверждает, что квантовый выход люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего излучения и пропорционален поглощению на этой длине волны. Правило Каши не всегда соблюдается и нарушается для простых молекул, например, для азулена. Более надежным утверждением, хотя и с оговорками, является то, что флуоресцентный спектр мало зависит от длины волны возбуждающего излучения.
Правило зеркального изображения
Для многих флюорофоров спектр поглощения является зеркальным отражением спектра испускания. Это известно как правило зеркального отражения и связано с принципом Франка — Кондона, который утверждает, что электронные переходы происходят вертикально, то есть сопровождаются изменением энергии без изменения межъядерных расстояний, что можно представить вертикальной линией на диаграмме Яблонского. Это означает, что ядро не смещается, а колебательные уровни возбужденного состояния аналогичны колебательным уровням основного состояния.
Сдвиг стоков
В целом, излучаемый флуоресцентный свет имеет большую длину волны и меньшую энергию, чем поглощенный свет. Пумпановые лягушки, обитающие в бразильском атлантическом лесу, являются флуоресцентными.
Биолюминесценция
Биолюминесценция отличается от флуоресценции тем, что представляет собой естественное возникновение света в результате химических реакций внутри организма, в то время как флуоресценция – это поглощение и переизлучение света из окружающей среды. Усугубляя возможную путаницу, некоторые организмы обладают как биолюминесценцией, так и флуоресценцией, например, морская панси Renilla reniformis, где биолюминесценция является источником света для флуоресценции.
Фосфоресценция
Фосфоресценция, как и флуоресценция, требует определенных длин волн света для обеспечения энергией возбуждения. Отличие заключается в относительной стабильности возбужденного электрона. В отличие от флуоресценции, при фосфоресценции электрон сохраняет возбужденное состояние, излучая свет, который продолжает "светиться в темноте" даже после прекращения воздействия стимулирующего источника света.
Эпидермальные хроматофоры
Пигментные клетки, проявляющие флуоресценцию, называются флуоресцентными хроматофорами и функционально схожи с обычными хроматофорами. Эти клетки дендритные и содержат пигменты, называемые флуоросомами. Эти пигменты содержат флуоресцентные белки, которые активируются ионами K+ (калия), и именно их перемещение, агрегация и рассеивание внутри флуоресцентного хроматофора обуславливают направленное флуоресцентное рисунчатое отображение. Флуоресцентные клетки иннервируются аналогично другим хроматофорам, таким как меланофоры – пигментные клетки, содержащие меланин. Кратковременное флуоресцентное моделирование и сигнализация контролируются нервной системой. Рыбы также могут быть чувствительны к стрессовым реакциям, вызванным кортизолом, в ответ на факторы окружающей среды, такие как взаимодействие с хищником или участие в брачном ритуале. Некоторые ученые предполагают, что GFP и GFP-подобные белки изначально возникли как доноры электронов, активируемые светом. Эти электроны затем использовались в реакциях, требующих энергии света. Считается, что функции флуоресцентных белков, такие как защита от солнца, преобразование света в различные длины волн или для сигнализации, развились вторично.
Адаптирующие функции
В настоящее время о функциональном значении флуоресценции и флуоресцентных белков известно немного.
Водные
Вода поглощает свет длинных волн, поэтому меньше света от этих волн отражается обратно и достигает глаза. Следовательно, теплые цвета видимого спектра кажутся менее насыщенными с увеличением глубины. Вода рассеивает свет более коротких волн, превышающих фиолетовый, что означает, что в фотической зоне поле зрения доминируют холодные цвета. Интенсивность света уменьшается в 10 раз с каждым погружением на 75 м, поэтому на глубине 75 м свет в 10 раз слабее, чем на поверхности, а на глубине 150 м – в 100 раз слабее, чем на поверхности. Поскольку вода фильтрует длины волн и интенсивность света, достигающего определенных глубин, различные белки, в зависимости от длин волн и интенсивности света, которые они способны поглощать, лучше приспособлены к разным глубинам. Теоретически, глаза некоторых рыб могут обнаруживать свет на глубине до 1000 м. На этих глубинах афотической зоны единственными источниками света являются сами организмы, излучающие свет посредством химических реакций в процессе, называемом биолюминесценцией. Флуоресценция определяется как поглощение электромагнитного излучения на одной длине волны и его повторное излучение на другой, с более низкой энергией. Поскольку поле зрения в фотической зоне имеет синий оттенок, цвета флуоресценции могут восприниматься как яркие красные, оранжевые, желтые и зеленые. Зеленый – наиболее распространенный цвет в морском спектре, за ним следует желтый, затем оранжевый, а красный – самый редкий. Флуоресценция может возникать у организмов в афотической зоне как побочный продукт их собственной биолюминесценции. Некоторые случаи флуоресценции в афотической зоне являются лишь следствием биохимии тканей организма и не имеют функционального назначения. Однако функциональное и адаптивное значение флуоресценции в афотической зоне глубокого океана является предметом активных исследований.
Рыба
Костные рыбы, обитающие в мелководье, как правило, обладают хорошим цветовым зрением благодаря жизни в красочной среде. Таким образом, у рыб, обитающих в мелководье, красная, оранжевая и зеленая флуоресценция, вероятно, служит средством коммуникации с сородичами, особенно учитывая значительную фенотипическую изменчивость этого явления. Желтые внутриглазные фильтры в хрусталиках и роговице некоторых рыб функционируют как фильтры длинных волн. Эти фильтры позволяют видам визуализировать и потенциально использовать флуоресценцию для усиления визуального контраста и узоров, невидимых для других рыб и хищников, лишенных этой визуальной специализации. Многие флуоресцирующие виды рыб мелкие, живут группами или ведут донный/афотический образ жизни и имеют заметную окраску. Эта окраска обусловлена флуоресцентной тканью и видна другим представителям вида, однако она невидима в других спектральных диапазонах. Эти внутривидовые флуоресцентные узоры также совпадают с внутривидовой сигнализацией. Узоры присутствуют в глазных кольцах, указывая направление взгляда особи, и вдоль плавников, указывая направление ее движения. Кроме того, предполагается, что флуоресцентные ткани, окружающие глаза организма, используются для преобразования синего света из фотической зоны или зеленой биолюминесценции в афотической зоне в красный свет для улучшения зрения.
Кораллы
Флуоресценция выполняет широкий спектр функций у кораллов. Флуоресцентные белки в кораллах могут способствовать фотосинтезу, преобразуя длины волн света, которые иначе не использовались бы, в те, которые доступны для фотосинтеза симбиотическим водорослям кораллов. Кроме того, количество этих белков может изменяться в зависимости от количества доступного света, что является механизмом фотоакклиматизации. Подобным образом, эти флуоресцентные белки могут обладать антиоксидантными свойствами для нейтрализации кислородных радикалов, образующихся в процессе фотосинтеза. Наконец, модулируя фотосинтез, флуоресцентные белки могут также служить для регулирования активности фотосинтезирующих симбиотических водорослей кораллов.
Головастоедые
Alloteuthis subulata и Loligo vulgaris, два вида почти прозрачных кальмаров, имеют флуоресцентные пятна над глазами. Эти пятна отражают падающий свет, что может служить средством маскировки, но также и для подачи сигналов другим кальмарам с целью формирования косяков.
Медузы
Еще один хорошо изученный пример флуоресценции в океане — гидрозоя Aequorea victoria. Эта медуза обитает в фотической зоне у западного побережья Северной Америки и была идентифицирована Осаму Шимомурой как носитель зеленого флуоресцентного белка (GFP). Ген, кодирующий эти зеленые флуоресцентные белки, был выделен и имеет большое научное значение, поскольку широко используется в генетических исследованиях для индикации экспрессии других генов.
Креветки-мантисы
Несколько видов креветок-богомолов, являющихся ракообразными подотряда стебельчатоглазых, включая Lysiosquillina glabriuscula, имеют жёлтые флуоресцентные отметины вдоль антенных чешуек и панциря, которые самцы демонстрируют при угрожающем поведении по отношению к хищникам и другим самцам. Демонстрация включает поднятие головы и груди, раскрытие ударных придатков и других максиллипед, а также разведение в стороны заметных овальных антенных чешуек, что увеличивает размер животного и подчёркивает его жёлтые флуоресцентные отметины. Более того, с увеличением глубины флуоресценция креветок-богомолов составляет всё большую часть доступного видимого света. Во время брачных ритуалов креветки-богомолы активно флуоресцируют, а длина волны этой флуоресценции соответствует длинам волн, воспринимаемым пигментами их глаз.
Сифонофоры
Сифонофоры — это отряд морских животных из класса гидрозоидных, состоящий из специализированных медузоидных и полипоидных зооидов. Некоторые сифонофоры, включая род Erenna, обитающие в афотической зоне на глубинах от 1600 м до 2300 м, демонстрируют жёлтую до красной флуоресценцию в фотофорах, расположенных на их щупальцах, напоминающих тентиллы. Эта флуоресценция является побочным продуктом биолюминесценции тех же фотофоров. Сифонофоры проявляют флуоресценцию в виде мерцающего узора, который используется как приманка для привлечения добычи.
Драконьи рыбки
Хищные глубоководные драконьи рыбы Malacosteus niger, близкий род Aristostomias и вид Pachystomias microdon используют флуоресцентные красные вспомогательные пигменты для преобразования синего света, излучаемого их собственной биолюминесценцией, в красный свет, исходящий от подглазничных фотофоров. Эта красная люминесценция невидима для других животных, что позволяет этим драконьим рыбам использовать дополнительный свет в темных глубинах океана, не привлекая внимания или не подавая сигналы хищникам.
Амфибии
Флуоресценция широко распространена среди земноводных и задокументирована у нескольких семейств лягушек, саламандр и цецилий, но степень ее выраженности сильно варьируется. Древесная лягушка-точка (Hypsiboas punctatus), широко распространенная в Южной Америке, была случайно обнаружена как первый флуоресцентный амфибия в 2017 году. Флуоресценция была прослежена до нового соединения, обнаруженного в лимфатических и кожных железах. Основным флуоресцентным соединением является Hyloin L1, которое излучает сине-зеленый свет при воздействии фиолетового или ультрафиолетового света. Ученые, сделавшие это открытие, предположили, что флуоресценция может использоваться для коммуникации. Они высказали предположение, что флуоресценция, возможно, относительно широко распространена среди лягушек. Всего через несколько месяцев флуоресценция была обнаружена у близкородственного вида Hypsiboas atlanticus. Поскольку она связана с выделениями кожных желез, эти лягушки также могут оставлять флуоресцентные следы на поверхностях, с которыми они контактируют. В 2019 году было обнаружено, что у двух других лягушек, крошечной тыквенной лягушки (Brachycephalus ephippium) и красной тыквенной лягушки (B. pitanga) из юго-восточной Бразилии, есть естественно флуоресцирующие скелеты, видимые через кожу при воздействии ультрафиолетового света. Первоначально предполагалось, что флуоресценция дополняет их уже апосематическую окраску (они ядовиты) или связана с выбором партнера (распознавание вида или оценка пригодности потенциального партнера).
В 2020 году было подтверждено, что зеленая или желтая флуоресценция широко распространена не только у взрослых лягушек, подвергающихся воздействию синего или ультрафиолетового света, но и у головастиков, саламандр и цецилий. Степень выраженности сильно варьируется в зависимости от вида: у одних она очень заметна, а у других – едва различима. Она может быть обусловлена пигментацией кожи, слизью или костями.
Папагаи
У попугаев есть флуоресцентное оперение, которое, возможно, используется для сигнализации при выборе партнера. Исследование с использованием экспериментов по выбору партнера на волнистых попугайчиках (Melopsittacus undulatus) обнаружило убедительные доказательства флуоресцентной сексуальной сигнализации: как самцы, так и самки значительно предпочитали птиц с флуоресцентным экспериментальным стимулом. Это исследование предполагает, что флуоресцентное оперение попугаев – это не просто побочный продукт пигментации, а, скорее, адаптированный половой сигнал. Учитывая сложность путей, производящих флуоресцентные пигменты, это может быть связано со значительными затратами. Следовательно, особи, демонстрирующие сильную флуоресценцию, могут быть достоверными индикаторами высокого индивидуального качества, поскольку они способны справляться с этими затратами.
Арахниды
Пауки флуоресцируют под ультрафиолетовым светом и обладают огромным разнообразием флюорофоров. Эндрюс, Рид и Маста отметили, что пауки – единственная известная группа, у которой флуоресценция "таксономически широко распространена, вариабельно проявляется, эволюционно изменчива и, вероятно, подвержена отбору, а также потенциально важна для внутривидовой и межвидовой сигнализации с экологической точки зрения". Скорпионы также флуоресцируют, что в их случае обусловлено наличием бета-карболина в их кутикуле.
Пчелиный
В 2020 году о флуоресценции сообщалось для нескольких экземпляров утконоса.
Растения
Многие растения флуоресцируют благодаря наличию хлорофилла, который, вероятно, является наиболее распространенной флуоресцентной молекулой, испускающей красное свечение под воздействием широкого спектра длин волн возбуждения. Экологи обычно используют это свойство хлорофилла для измерения эффективности фотосинтеза. Цветок Мирабилис жалапа содержит фиолетовые флуоресцирующие бетацианины и желтые флуоресцирующие бетаксантины. При белом свете части цветка, содержащие только бетаксантины, кажутся желтыми, но в областях, где присутствуют как бетаксантины, так и бетацианины, видимая флуоресценция цветка ослабевает из-за внутренних механизмов фильтрации света. Ранее предполагалось, что флуоресценция может играть роль в привлечении опылителей, однако впоследствии было установлено, что визуальный сигнал, создаваемый флуоресценцией, незначителен по сравнению с визуальным сигналом света, отражаемого цветком.
Органические жидкости
Органические (углеродсодержащие) растворы, такие как антрацен или стильбен, растворенные в бензоле или толуоле, флуоресцируют под воздействием ультрафиолетового или гамма-излучения. Время затухания этой флуоресценции составляет порядка наносекунд, так как длительность свечения зависит от времени жизни возбужденных состояний флуоресцентного материала, в данном случае антрацена или стильбена. Сцинтилляция определяется как вспышка света, возникающая в прозрачном материале при прохождении через него частицы (электрона, альфа-частицы, иона или высокоэнергетического фотона). Стильбен и его производные используются в сцинтилляционных детекторах для регистрации таких частиц. Стильбен также является одной из активных сред, применяемых в лазерах на красителях.
Атмосфера
Флуоресценция наблюдается в атмосфере при энергичном электронном облучении воздуха. В случаях, таких как естественное полярное сияние, взрывы ядерного оружия на большой высоте и эксперименты с электронными пушками, образующиеся молекулы и ионы проявляют флуоресцентную реакцию на свет.
Общие флуоресцентные материалы
Витамин В2 флуоресцирует жёлтым цветом. Тонизирующий напиток флуоресцирует синим цветом из-за содержания хинина. Чернила для маркеров часто флуоресцентны благодаря наличию пиранина. Банкноты, почтовые марки и кредитные карты часто оснащены флуоресцентными элементами защиты.
В новой технологии
В августе 2020 года исследователи сообщили о создании на сегодняшний день самых ярких флуоресцентных твердых оптических материалов, добившись передачи свойств высокофлуоресцентных красителей за счет пространственной и электронной изоляции красителей при смешивании катионных красителей с анионно-связывающими цианозвездными макроциклами. По словам одного из соавторов, эти материалы могут найти применение в таких областях, как сбор солнечной энергии, биовизуализация и лазеры.
Освещение
Обычная люминесцентная лампа основана на флуоресценции. Внутри стеклянной трубки находится частичный вакуум и небольшое количество ртути. Электрический разряд в трубке вызывает излучение атомами ртути преимущественно ультрафиолетового света. Внутренняя поверхность трубки покрыта флуоресцентным материалом, называемым люминофором, который поглощает ультрафиолетовый свет и переизлучает видимый свет. Флуоресцентное освещение более энергоэффективно, чем лампы накаливания. Однако неравномерный спектр традиционных люминесцентных ламп может приводить к тому, что некоторые цвета выглядят иначе, чем при освещении лампами накаливания или дневным светом. Спектр излучения ртутных паров характеризуется доминирующей коротковолновой УФ-линией на 254 нм (которая обеспечивает основную часть энергии для люминофоров) и сопровождается излучением видимого света на 436 нм (синий), 546 нм (зеленый) и 579 нм (желто-оранжевый). Эти три линии можно наблюдать в виде наложения на белый континуум с помощью ручного спектроскопа при анализе света, излучаемого обычными белыми люминесцентными лампами. Эти же видимые линии, в сочетании с линиями излучения трехвалентного европия и трехвалентного тербия, а также с континуумом излучения двухвалентного европия в синей области, формируют более дискретный спектр излучения современных трихроматических люминофорных систем, используемых во многих компактных люминесцентных лампах и традиционных лампах, где требуется улучшенная цветопередача. Флуоресцентные лампы впервые были представлены публике на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1939 году. Последующие улучшения в основном касались более качественных люминофоров, увеличенного срока службы, более стабильного внутреннего разряда и более удобных форм (например, компактных люминесцентных ламп). Некоторые лампы с высокой интенсивностью разряда (HID) сочетают свою еще большую электрическую эффективность с усилением люминофором для улучшения цветопередачи. Белые светодиоды (LED) стали доступны в середине 1990-х годов в виде светодиодных ламп, в которых синий свет, излучаемый полупроводником, воздействует на люминофоры, нанесенные на крошечный чип. Комбинация синего света, проходящего через люминофор, и зеленой и красной флуоресценции от люминофоров создает результирующее излучение белого света. Световые палочки иногда используют флуоресцентные материалы для поглощения света, выделяемого в ходе хемолюминесцентной реакции, и излучения света другого цвета. Флуоресценцию в различных диапазонах длин волн можно обнаружить с помощью матричного детектора для определения соединений, выходящих из HPLC. Также можно визуализировать пластины ТСХ, если соединения или окрашивающий реагент обладают флуоресцентными свойствами. Флуоресценция наиболее эффективна, когда в распределении Больцмана большая часть атомов находится на более низких энергетических уровнях. Это означает, что вероятность возбуждения и испускания фотонов атомами с более низкой энергией выше, что повышает эффективность анализа.
Спектроскопия
Обычно при настройке флуоресцентного анализа используется источник света, который может излучать свет на разных длинах волн. Как правило, для корректного анализа требуется одна длина волны, поэтому для селективной фильтрации свет пропускается через возбуждающий монохроматор, а затем выбранная длина волны – через кювету с образцом. После поглощения и переизлучения энергии, вследствие сдвига Стокса и различных электронных переходов, может испускаться множество длин волн. Для их разделения и анализа флуоресцентное излучение пропускается через эмиссионный монохроматор и селективно регистрируется детектором.
Лазеры
Лазеры чаще всего используют флуоресценцию определенных материалов в качестве активной среды, например, красное свечение рубина (хромового сапфира), инфракрасное излучение титанового сапфира или широкий спектр цветов, создаваемый органическими красителями. Обычно эти материалы флуоресцируют в процессе, называемом спонтанным излучением, при котором свет испускается во всех направлениях и часто на множестве дискретных спектральных линий одновременно. Во многих лазерах флуоресцентная среда "накачивается" путем воздействия на нее интенсивного источника света, что приводит к инверсии населенностей, то есть большее количество ее атомов переходит в возбужденное состояние (высокая энергия), чем остается в основном состоянии (низкая энергия). В этом случае спонтанная флуоресценция может индуцировать другие атомы излучать фотоны в том же направлении и на той же длине волны, создавая вынужденное излучение. Если часть спонтанной флуоресценции заключить между двумя зеркалами, то почти вся флуоресценция среды может быть стимулирована к излучению вдоль одной линии, формируя лазерный луч.
Биохимия и медицина
Флуоресценция в биологических науках обычно используется как неразрушающий метод отслеживания или анализа биологических молекул посредством флуоресцентного излучения на определенной частоте, где отсутствует фон от возбуждающего света, поскольку относительно небольшое количество клеточных компонентов естественно флуоресцируют (это называется внутренней или автофлуоресценцией). Фактически, белок или другой компонент может быть "маркирован" внешним флюорофором – флуоресцентным красителем, который может представлять собой небольшую молекулу, белок или квантовую точку, находя широкое применение во многих биологических областях. Автофлуоресценция бляшек была использована в первом исследовании на людях в коронарных артериях в сочетании с оптической когерентной томографией. Молекулярные агенты также использовались для выявления специфических признаков, таких как накопление фибрина на стентах и ферментативная активность, связанная с воспалением артерий. SAFI (species altered fluorescence imaging) – метод визуализации в электрокинетике и микрофлюидике. Он использует неэлектромигрирующие красители, флуоресценция которых легко гасится мигрирующими химическими видами, представляющими интерес. Краситель(и) обычно рассеиваются повсеместно в потоке, и напрямую наблюдается дифференциальное гашение их флуоресценции аналитами. Флуоресцентные анализы для скрининга токсичных химических веществ. Оптические анализы состоят из смеси флуоресцентных красителей, чувствительных к окружающей среде, и клеток кожи человека, которые генерируют флуоресцентные спектральные паттерны. Такой подход может снизить потребность в лабораторных животных в биомедицинских исследованиях и фармацевтической промышленности. Определение границ костей: образцы, окрашенные ализарином, и некоторые окаменелости могут быть освещены флуоресцентным светом для визуализации анатомических структур, включая костные края.
Криминалисты
Отпечатки пальцев можно визуализировать с помощью флуоресцентных соединений, таких как нингидрин или DFO (1,8-диазафлуорен-9-он). Кровь и другие вещества иногда обнаруживаются с помощью флуоресцентных реагентов, например, флуоресцеина. Волокна и другие материалы, которые могут встречаться при проведении криминалистических экспертиз или быть связаны с различными коллекционными предметами, иногда обладают флуоресценцией.
Неразрушающее испытание
Флуоресцентный контроль капиллярным методом используется для выявления трещин и других дефектов на поверхности детали. Трассировка красителями с использованием флуоресцентных красителей применяется для обнаружения утечек в системах жидкостного и газового трубопровода.
Знаки
Флуоресцентные цвета часто используются в указателях, особенно в дорожных знаках. Как правило, флуоресцентные цвета распознаются с большего расстояния, чем их не флуоресцентные аналоги, при этом флуоресцентный оранжевый особенно хорошо заметен. Благодаря этому свойству он часто используется в знаках и маркировке, обеспечивающих безопасность.
Оптические осветители
Флуоресцентные соединения часто используются для улучшения внешнего вида тканей и бумаги, создавая эффект "оптического отбеливания". Белая поверхность, обработанная оптическим отбеливателем, может излучать больше видимого света, чем на нее падает, благодаря чему она кажется ярче. Синий свет, испускаемый отбеливателем, компенсирует снижение синего компонента в обработанном материале и смещает оттенок от желтого или коричневого к белому. Оптические отбеливатели применяются в стиральных порошках, бумаге высокой белизны, косметике, сигнальной одежде и во многих других областях.