Fluorescenslivstid

Fluorescenslivstid, ofta betecknad tau, är den genomsnittliga tiden som ett fluorofor eller en molekyl stannar i det exciterade tillståndet innan en foton avges. Den beskriver hur snabbt fluorescensen avklingar efter excitation och är en tidsbaserad egenskap hos fluoroforen. För en enskild fluorofor följer avklingningen ofta en exponentiell process: I(t) = I0 exp(-t/tau). I komplexa system kan flera komponenter förekomma, och den upplevda livstiden är då en viktad medellivslängd.

Livstiden mäts med tidsupplösta tekniker som tidskorrelerad single-photon counting (TCSPC) eller fasmodulerad fluorometri. Dessa metoder ger tau genom att anpassa decaykurvan av fluorescens till relevanta modeller, ofta oberoende av fluoroforens koncentration och excitationens intensitet.

Faktorer som påverkar livstiden inkluderar omgivningens polaritet, viskositet, pH, temperatur, och närvaro av quenchers eller energioverföring. En särskild tillämpning är Förster-resonansenergiöverföring (FRET), där donatorns livstid minskar när energi överförs till en acceptor, vilket gör livstiden till en känslig indikator på molekylära interaktioner och avstånd.

Användningar omfattar studier av proteininteraktioner, konformation och miljöförhållanden i celler, samt livstidsbaserad multiplexing för att skilja fluoroforer med överlappande spektra. Vanliga organiska färgämnen har livstider i ungefär 0,5–5 nanosekunder, gröna fluorescerande proteiner runt 2–3 ns, och kvantprickar kan visa längre livstider i flera nanosekunder upp till tiotals nanosekunder.