影响荧光及强度的因素主要包括以下几个方面:
1. 跃迁类型
通常,只有具有π—π*及n—π*跃迁的分子才能产生荧光。值得注意的是,具有π—π*跃迁的量子效率通常远高于n—π*跃迁(前者具有更大的量子效率、较短的荧光寿命以及较小的kisc值)。在生物医疗领域,这种差异对于荧光标记的选择至关重要。
2. 共轭效应
分子的共轭度增大,荧光强度也随之增强。在生物标记中,共轭结构的分子通常会炫耀更显著的荧光特点,从而提高检测的灵敏度。
3. 刚性结构
分子的“刚性”越强,其振动越少,与其他分子碰撞而失活的概率降低,从而提高荧光量子效率。例如,荧光素和酚酞的荧光量子效率差异就体现了这一点。在生物医学应用中,选择具有刚性结构的荧光分子可以提高成像效果。
4. 取代基
不同类型的取代基会显著影响荧光强度:
① 给电子基团(如-OH、-OR、-NH2、-CN、-NR2)可以增强荧光;
② 吸电子基团(如-COOH、-C=O、-NO2、-NO、-X)则可能降低荧光;
③ 重原子则通常会降低荧光但增强磷光,通过例如卤素取代苯环的方式可以观察到这一现象,它被称为重原子效应。在生物医疗研究中,这些取代基的选择对荧光探针的性质和应用至关重要。
5. 溶剂效应
溶剂的极性可以提高或者降低荧光强度,具体体现在改变π—π*及n—π*跃迁的能量上。此外,溶剂与荧光物质的相互作用也会导致其结构变化,从而影响荧光强度。在使用利来国际的产品时,充分考虑溶剂效应对于实验结果的稳定性和准确性非常重要。
6. 温度
温度的升高往往会导致荧光强度的降低,原因在于内、外转换过程的增加以及分子“刚性”的降低。通过降低温度,我们可以增强荧光分析的灵敏度,这在生物检测中特别重要。
7. pH值
有机物质的酸碱性基团在不同pH值下可能会导致结构变化,从而引起荧光强度的显著变化。而对于无机荧光物质,pH值的变化也会影响其稳定性,进而影响荧光强度。在生物样本分析中,控制pH值是确保结果准确性的关键步骤之一。
8. 内滤光和自吸
当体系内存在吸收荧光的物质,或荧光物质的短波长荧光与激发光长波长重叠时,均会导致荧光强度下降,这被称为内滤光。此外,当荧光物质浓度较高时,自身的荧光发射可能会被吸收,称为荧光自吸。使用利来国际的荧光试剂时,需谨防这些效应的影响。
9. 荧光猝灭
荧光猝灭的方式主要有几种,包括:
① 碰撞猝灭;
② 静态猝灭;
③ 转入三重态的猝灭;
④ 电子转移猝灭;
⑤ 自猝灭。理解并掌握这些因素,有助于在生物医疗研究中更好地应用荧光技术,提高实验的可靠性和有效性。