Fluorescentiteit

Fluorescentiteit is een term die gebruikt wordt om het vermogen van een materiaal aan te duiden om licht uit te zenden nadat het is geëxciteerd door elektromagnetische straling, doorgaans ultraviolet of zichtbaar licht. Bij fluorescentiteit treedt fluorescence op: een molecuul absorbeert een foton en wordt kortstondig in een aangeslagen elektronentoestand gebracht, waarna het energieverlies ondergaat en een foton met een langere golflengte uitgezonden wordt. Fluorescentiteit omvat onder meer de spectrale eigenschappen (uitstroomb spectrum en excitatiespectrum), de efficiëntie (quantum yield) en de dynamiek (fluorescente tijd).

Het proces is doorgaans een snelle radiatieve afdalingen naar de grondtoestand, met emissie van fotonen binnen nanoseconden. Niet-radiatieve paden kunnen competitie aangaan en beïnvloeden. Belangrijke begrippen zijn de verschuiving van golflengte (Stokes-shift), quantum yield en de fluorescente levensduur. Metingen worden uitgevoerd met spectrofluorometrie en tijdsopgeloste technieken zoals time-correlated single-photon counting.

Materialen met fluorescentiteit omvatten organische kleurstoffen (bijv. fluoresceïne, rhodamines), fluorescent eiwitten zoals GFP, kwantumdots en sommige anorganische materialen. Toepassingen omvatten biomedische beeldvorming, fluorimicroscopie, flow cytometrie, biosensoren, diagnostische assays en optische monitoring.

Fluorescentiteit wordt beïnvloed door omgevingsfactoren zoals oplosmiddelpolaireiteit, pH, temperatuur en zuurstofconcentratie, evenals door concentratie-effecten (zelfquenching) en fotobleaching bij langdurige belichting. Historisch gezien werd fluorescentie in de 19e eeuw beschreven door Sir George Gabriel Stokes, die de basis legde voor de Stokes-shift.