Войти
Флуоресцентные минералы излучают видимый свет при воздействии ультрафиолета 
Флуоресцентные морские организмы 
Флуоресцентная одежда, используемая в театре черного света, Прага Флуоресценция - это излучение света веществом, имеющим поглощенный свет или другое электромагнитное излучение. Это форма люминесценции. В большинстве случаев излучаемый свет имеет более длинную длину волны и, следовательно, более низкую энергию, чем поглощенное излучение. Наиболее яркий пример флуоресценции происходит, когда поглощенное излучение находится в ультрафиолетовой области в и, таким образом, невидимо для человеческих глаз, в то время как излучаемый свет находится в видимой области, который придает флуоресцентному веществу отчетливый цвет, который можно увидеть только при воздействии УФ-света. Флуоресцентные материалы перестают светиться почти сразу после источника излучения, в отличие от фосфоресцентных материалов, которые продолжают излучать свет в некоторое время после этого.
Флуоресценция имеет множество практических приложений, включая минералогию, геммологию, медицину, химические сенсоры (флуоресцентная спектроскопия ), флуоресцентная маркировка, красители, биологические детекторы, обнаружение космических лучей, вакуумные флуоресцентные дисплеи и электронно-лучевые трубки. Его наиболее распространенное повседневное применение - энергосберегающие люминесцентные лампы и светодиодные лампы, где флуоресцентные покрытия используются для преобразования коротковолнового УФ-света или синего света в более длинноволновый желтый свет, самым тем имитируя теплый свет энергоэффективных ламп накаливания. Флуоресценция также часто встречается в природе у некоторых минералов и в различных биологических формах во многих отраслях животного мира.
Lignum nephriticum чаша из дерева нарра (Pterocarpus indicus ) и колба, содержащая его флуоресцентный раствор 
Матлалин, флуоресцентное вещество, содержащееся в древесине дерева Eysenhardtia polystachya Раннее наблюдение флуоресценции было описано в 1560 году Бернардино де Саагун и в 1565 Николасом Монардесом в настое, известном как lignum nephriticum (лат. для «почки»). Он был получен из древесины двух видов деревьев: Pterocarpus indicus и Eysenhardtia polystachya. Химическим соединением, ответственным за эту флуоресценцию, является матлалин, который является продуктом окисления одного из флавоноидов, обнаруженных в этой древесине.
В 1819 году Эдвард Д. Кларк и в 1822 году Рене Жюст Хаю описал флуоресценцию флюоритов, сэр Дэвид Брюстер описал феномен для хлорофилла в 1833 году и сэр Джон Гершель сделал то же самое для хинина в 1845 году.
В своей статье 1852 года о "преломляемости" (изменение длины волны ) света Джордж Габриэль Стокс описал способность плавикового шпата и уранового стекла преобразовывать невидимый свет за пределами фиолетового конца видимого в синий свет. Он назвал это явление флуоресценцией: «Я почти склонен придумать и называть внешний вид флуоресценцией от фтор-шпата [то есть флюорита], поскольку аналогичный термин опалесценция происходит названия от минерала». Название произошло от минерала флюорит (дифторид кальция), некоторые примеры которого содержат следы двухвалентного европия, который служит флуоресцентным активатором для излучения синего света. В ключевом эксперименте он использовал призму, чтобы изолировать ультрафиолетовое излучение от солнечного света, наблюдал синий свет, излучающим воздействующим им этанольным раствор хинина.
Флуоресценция возникает, когда Возбужденная молекула, атом или наноструктура релаксирует до состояния с более низкой энергией (возможно, основного состояния ) посредством излучения фотона. Он мог быть непосредственно возбужден из основного состояния S 0 в синглетное состояние S2из основного состояния за счет накопления фотона с энергией 
В каждом случае энергии фотона E пропорциональна его частота 
Флуоресценция квантовый выход дает эффективность процесса флуоресценции. Он определяет как отношение количества излучаемых фотонов к количеству поглощенных фотонов.
Максимально возможный квантовый выход флуоресценции составляет 1, 0 (100%); каждый поглощенный фотон приводит к испусканию фотона. Соединения с квантовым выходом 0,10 до сих пор считаются достаточно флуоресцентными. Другой способ определения квантовый выход флуоресценции - это скорость распада возбужденного состояния:
где 
- это сумма всех скоростей распада возбужденного состояния. Другие скорости распада возбужденного состояния, вызванные механизмом, отличными от испускания фотонов, и поэтому их часто называют «безызлучательными скоростями», которые могут: динамическое столкновение гашение, диполь-дипольное взаимодействие в ближнем поле (или энергия резонанса передача ), внутреннее преобразование и межсистемное пересечение. Таким образом, если скорость любого пути изменяется, это повлияет как на время жизни возбужденного состояния, так и на квантовый выход флуоресценции.
Квантовый выходоресценции измеряют путем измерения путем сравнения со стандартом. соль хинина хининсульфат в растворе серной кислоты является обычным стандартом флуоресценции.
Диаграмма Яблонского. После того как электрон поглощает фотон высокой энергии, система возбуждается электронным и колебательным образом. Система колебательно релаксирует и в итоге флуоресцирует на более длинных волнах. Время жизни флуоресценции относится к среднему времени, в течение которого молекула остается в возбужденном состоянии перед испусканием фотона. Флуоресценция обычно следует кинетике первого порядка :
![{\ displaystyle \ left [S_ {1} \ right] = \ left [S_ {1} \ right] _ {0} e ^ {- \ Gamma t}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9862f745e8c8e8f83083c7e8038c0a4c632b6c07)
где ![{\ displaystyle \ left [S_ {1} \ right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/85875c6a1407cb88df37cff6cac722a1b488dbc2)
![{\ displaystyle \ left [S_ {1} \ right] _ {0}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8ddfd576e02a185cecd193db9b729e228db24d84)
где 
Диаграмма Яблонского по основным механизмам релаксации для молекул в возбужденном состоянии. На приведенной диаграмме показано, как возникла флуктуация возбужденных электронов молекулы.
Флуорофоры с большей вероятностью будут возбуждены фотонами, если момент перехода флуорофора равномерно электрическому вектору фотона. Поляризация излучаемого света также будет зависеть от момента перехода. Момент зависит от физической ориентации молекулы флуорофора. Для флуорофоров в растворе это означает, что интенсивность и поляризация излучаемого света зависит от вращательной диффузии. Следовательно, измерения анизотропии можно использовать для изучения, свободно флуоресцентная молекула движется в конкретной среде.
Анизотропия может быть определена количественно как
где 
Флуоресцентная защитная полоса в двадцатидолларовой банкноте ниже УФ-свет Сильно флуоресцентные пигменты часто имеют необычный внешний вид, который в просторечии описывается как «неоновый цвет» («дневной свет» в конце 1960 г. -х - начало 1970-х годов). Герман фон Гельмгольц назвал это явление «Фарбенглутом», а Ральф М. Эванс - «флуоресценцией». Обычно это связано с высокой яркостью цвета по сравнению с тем, что он был бы в качестве компонента белого. Флуоресценция смещает энергию падающего света от более коротких волн к более длинному (например, от синего к желтому) и таким образом, может сделать флуоресцентный цвет более ярким (более насыщенным), чем это могло бы быть только при отражении.
Существует несколько общих правил, флуоресценции. Эти правила не обязательно применимы к двухфотонному поглощению ).
Правило Каша диктует, что квантовый выход люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего излучения. Это происходит потому, что это происходит через самый низкий колебательный уровень возбужденного состояния до того, как происходит флуоресцентное излучение. Правило Каша - Вавилова не всегда применимо и сильно нарушается во многих простых молекулах. Несколько более надежным утверждением, было бы то, что спектр флуоресценции очень мало зависит от длины возбуждающего излучения.
Для многих флуорофоров спектр поглощения зеркального вида излучения. Это известно как правило зеркального отображения и принципом Франка - Кондона, который утверждает, что электронные переходы являются вертикальными, то есть изменения энергии без изменения расстояния, что может быть представлено вертикальной линией на диаграмме Яблонского. Это означает, что ядро не движется, а колебания возбужденного состояния напоминают колебания основного состояния.
Обычно излучаемый флуоресцентный свет имеет более длинную волну и меньшую энергию, чем поглощенный свет. Это явление, известное как стоксов сдвиг, происходит из-за потерь энергии между моментом поглощения фотона и испусканием нового. Причины и величина стоксова сдвига могут быть сложными и зависеть от флуорофора и окружающей его среды. Однако есть несколько общих причин. Часто это происходит из-за безызлучательного распада на самый низкий уровень колебательной энергии возбужденного состояния. Другой фактор заключается в том, что излучение флуоресценции часто оставляет на более колебательном уровне основного состояния.
Флуоресцентный коралл Есть много природных соединений, которые проявляют флуоресценцию, и у них есть ряд применений. Некоторые глубоководные животные, такие как зеленый глаз, имеют флуоресцентные структуры.
Флуоресценция - это временное поглощение электромагнитных длинных волн из видимого света флуоресцентными молекулами и последующим излучением света на более низком энергетическом уровне. Когда это происходит в живом организме, это иногда называют биофлуоресценцией. Это приводит к тому, что излучаемый свет имеет другой цвет, чем поглощаемый свет. Стимулирующий свет возбуждает электрон, повышенная энергия до нестабильного уровня. Эта нестабильность неблагоприятна, поэтому электрон под напряжением возвращается в стабильное состояние почти сразу же, как и становится нестабильным. Этот возврат к стабильности соответствует высвобождению избыточной энергии в виде флуоресцентного света. Это излучение света наблюдается только тогда, когда стимулирующий свет все еще обеспечивает свет для организма / объекта и обычно желтый, розовый, оранжевый, красный, зеленый или фиолетовый. Флуоресценцию часто путают со стороны формы биотического, биолюминесценции и биофосфоресценции. Тыквенные жабы, обитающие в бразильских атлантических лесах, флуоресцентны.
В исследовании, опубликованном в журнале iScience, была описана новая форма биофлуоресценции у двух видов акул, причем это произошло из-за неописанной группы низкомолекулярных метаболитов бромированного триптофана-кинуренина.
Биолюминесценция отличается от флуоресценции тем, что это естественное производство света химические реакции внутри организма, тогда как флуоресценция - это поглощение и переизлучение света из окружающей среды. Светлячок и удильщик - два примера биолюминесцентных организмов.
Биофосфоресценция похожа на флуоресценцию в том, что она требует длин волн света как источника энергии возбуждения. Разница здесь заключается в относительной стабильности электрона под напряжением. В отличие от флуоресценции, при фосфоресценции электрон сохраняет стабильность, испуская свет, который продолжает «светиться в темноте» даже после того, как источник стимулирующего света был удален. Светящиеся в темноте стикеры фосфоресцируют, но действительно фосфоресцирующих животных не известно.
Пигментные клетки, которые проявляют флуоресценцию, называются флуоресцентными хроматофорами, и функционируют соматически подобно обычным хроматофорам. Эти клетки являются дендритными и содержат пигменты, называемые флуоросомами. Эти пигменты содержат флуоресцентные белки, которые активируются ионами K + (калия), и именно их движение, агрегация и дисперсия внутри флуоресцентного хроматофора вызывают направленное формирование паттерна флуоресценции. Флуоресцентные клетки иннервируются так же, как и другие хроматофоры, например меланофоры, пигментные клетки, содержащие меланин. Кратковременное формирование флуоресцентного паттерна и передача сигналов контролируются нервной системой. Флуоресцентные хроматофоры можно найти в коже (например, у рыб) чуть ниже эпидермиса, среди других хроматофоров.
Эпидермальные флуоресцентные клетки рыб также реагируют на гормональные стимулы с помощью гормонов α – MSH и MCH во многом так же, как и меланофоры. Это говорит о том, что флуоресцентные клетки могут менять цвет в течение дня, что совпадает с их циркадным ритмом. Рыбы также могут быть чувствительны к кортизолу индуцированной стрессовой реакции на стимулы окружающей среды, такие как взаимодействие с хищником или участие в брачном ритуале.
Некоторые ученые подозревают, что GFP и GFP-подобные белки возникли как доноры электронов, активируемые светом. Эти электроны затем использовались для использования, требующихся световой энергии. Считается, что функции флуоресцентных белков, такие как защита от солнца, преобразование света в длине волны или передача сигналов, эволюционировали вторично.
Флуоресценция имеет множество источников на древе жизни. На этой диаграмме показано происхождение актиноптеригов (лучеплавниковых рыб). Распространенность флуоресценции на древе жизни широко распространена и наиболее широко изучена у книдарий и рыб. Это явление, по-видимому, неоднократно развивалось во множестве таксонов, таких как anguilliformes (угри), gobioidei (бычки и кардиналы) и tetradontiformes (спинороги), а также другими таксонами, обсуждаемыми далее в статье. Флуоресценция в степени генотипически и фенотипически изменчива даже в пределах экосистем в отношении отношения длинных волн, отображаемых паттернов и интенсивности флуоресценции. Вероятно, что маскировка может быть одним из видов использования флуоресценции.
В настоящее время известно мало о функциональном значении флуоресценции и флуоресцентных белков. Однако есть подозрения, что флуоресценция может выполнять важные функции в передаче сигналов и коммуникации, спаривании, приманках, маскировке, защита от ультрафиолета и антиокисления, фотоакклимации, регулирование динофлагеллятов и здоровье кораллов.
Вода поглощает свет с длинными волнами, поэтому такими длинами волн отражается назад и глаз. Поэтому теплые цвета из видимого света кажутся менее яркими при увеличении глубины. Вода рассеивает свет с более короткими длинами волн, фиолетовый, что означает, что более холодные цвета доминируют в поле зрения в световой зоне. Интенсивность света уменьшается в 10 раз с каждыми 75 м глубиной, поэтому на глубине 75 м свет на 10% такой же интенсивный, как на поверхности, и только на 1% на 150 м, как на поверхности. Вода вода отфильтровывает длину и интенсивность воды, достигая определенных глубин, разные белки из-за длины волны и длины, которые они могут использовать, лучше подходят для разных глубин. Теоретически некоторые рыбьи глаза могут улавливать свет на глубине до 1000 м. На этих глубинах афотической зоны единственными источниками света являются сами организмы, испускающие свет в результате химических методов в процессе, называемом биолюминесценцией.
Флуоресценция просто определяется как поглощение электромагнитного излучения на одной длине волны и его повторное излучение на другом, более низкой длине волны. Таким образом, любой тип флуоресценции зависит от наличия внешних источников света. Биологически функциональная флуоресценция обнаруживается в фотозоне, где не только достаточно света, чтобы вызывать флуоресценцию, но и достаточно света, чтобы другие организмы ее могли здания. Поле зрения в фотической зоне естественно синее, поэтому цвета флуоресценции могут быть обнаружены как красные, оранжевые, желтые и зеленые. Зеленый - наиболее часто встречающийся цвет в морском спектре, желтый - второй, оранжевый - третий, а красный - самый редкий. Флуоресценция может возникнуть у организма в афотической зоне как побочный продукт биолюминесценции того же самого организма. Некоторая флуоресценция в афотической зоне - это просто побочный продукт биохимии тканей организма и не имеет функционального назначения. Тем не менее, некоторые функциональные и адаптивные значения флуоресценции в афотической зоне глубокого океана активными областью исследований.
Флуоресцентные морские рыбы Костные рыбы, обитающие на мелководье, обычно имеют хорошее цветовое зрение из-за того, что живут в красочной среде. Таким образом, у мелководных рыб красная, оранжевая и зеленая флуоресценция, скорее всего, средство связи с особями, особенно с учетом большой фенотипической изменчивости этого явления.
Многие рыбы проявляющие флуоресценцию, такие как акулы, ящерица, скорпион, губаны и камбалы, также обладают желтым внутриглазные фильтры. Желтые внутриглазные фильтры в линзах и роговице некоторых рыб как фильтры с длинным проходом. Эти фильтры позволяют визуализировать и использовать флуоресценцию, чтобы усилить визуальный контраст и узоры, невидимые для других рыб и хищников, которым не хватает этой визуальной специализации. Рыбы, которые обладают необходимыми желтыми внутриглазными фильтрами для визуализации флуоресценции, используют световой сигнал от ее членов. Флуоресцентный узор особенно заметен у рыб с загадочным рисунком и сложным камуфляжем. Многие из этих клонов также обладают желтыми интраокулярными фильтрами с длинным проходом, которые позволяют визуализировать такие паттерны.
Еще одно адаптивное использование флуоресценции - генерировать оранжевый и красный свет из окружающего синего света фотической зоны . для улучшения зрения. Красный свет можно увидеть только на небольшом расстоянии из-за ослабления волн красного света водой. Многие виды рыб, которые флюоресцируют, имеют небольшие, живут группами или бентосными / афотическими, и имеют заметный рисунок. Этот паттерн вызван флуоресцентной тканью и виден другим видом, однако паттерн невидим в других визуальных спектрах. Эти внутривидовые флуоресцентные паттерны также совпадают с внутривидовой передачей сигналов. Узоры присутствуют в окулярных кольцах, чтобы указать направленность взгляда человека, и вдоль плавников, чтобы указать направление движения человека. Текущие исследования предполагают, что красная эта флуоресценция используется для личного общения между представителем одного и того же вида. Из-за преобладания синего света на глубинах океана красный свет и свет с более длинными волнами спутаны, и многие хищные рифовые рыбы практически не чувствительны к свету на этих длинах волн. Такие рыбы, как сказочный губан, которые развили зрительную чувствительность к более длинным волнам, способны отображать красные флуоресцентные сигналы, которые дают высокий контраст с синей окружающей средой и заметны для сородичей на коротких расстояниях, но при этом относительно невидимы для других обычных рыб, которые уменьшились. чувствительность к длинному волнам. Таким образом, флуоресценция может быть в качестве адаптивной передачи сигналов и внутривидовой коммуникации у рифовых рыб.
Кроме того, после того, как флуоресцентные ткани, окружающие глаза организма, используются для преобразования синего света из световой зоны или зеленая биолюминесценция в афотической зоне превращается в красный свет для улучшения зрения.
Флуоресценция выполняет широкий спектр функций в кораллах. Флуоресцентные белки кораллов могут вносить свой вклад в фотосинтез, преобразовывать инсталляцию в неиспользуемые длины волн света в те, для которых используются симбиотические водоросли кораллов, пригодные для использования фотосинтез. Кроме того, количество белков может меняться по мере того, как больше или меньше света становится доступным для фотоакклимации. Точно так же эти флуоресцентные белки могут обладать антиоксидантной способностью устранять кислородные радикалы, образующиеся в процессе фотосинтеза. Наконец, посредством модуляции фотосинтеза, флуоресцентные белки могут также служить средством регулирования активности фотосинтезирующих водорослей симбионтов кораллов.
Alloteuthis subulata и Loligo vulgaris, два типа почти прозрачных кальмаров имеют флуоресцентные пятна над глазами. Эти пятна отражают падающий свет, который может служить средством маскировки, но также сигнализирует другим кальмарам о стайных целях.
Aequoria victoria, биофлуоресцентная медуза, известная своим GFP Другой, хорошо изученным примером флуоресценции в океане является гидрозойное Aequorea victoria. Эта медуза обитает в фотической зоне у западного побережья Северной Америки и идентифицирована как носитель зеленого флуоресцентного белка (GFP) Осаму Шимомура. Ген этих зеленых флуоресцентных белков выделен и имеет важное научное значение, поскольку он широко используется в генетических исследованиях для определения экспрессии других генов.
Несколько видов Креветки-богомолы, которые являются устьицами ракообразными, включая Lysiosquillina glabriuscula, имеют желтые флуоресцентные метки вдоль их усиков и панциря (панциря), которые самцы представляют во время демонстрации угрозы хищникам и другим самцам. Изображение включает в себя поднятие головы и грудной клетки, распространение ярких придатков и других челюстей, а также расширение выступающих овальных чешуек усиков вбок, что делает животное более крупным и подчеркивает его желтые флуоресцентные отметины. Более того, с расширением пространства флуоресценция креветок-богомолов большую часть доступного видимого света. Во время брачных ритуалов креветки-богомолы активно флуоресцируют, и длина волны этой флуоресценции соответствует длине волн, обнаруживаемых их глазными пигментами.
Сифонофоры порядка морские животные из филума Hydrozoa, которые состоят из специализированного медузоида и полипа зооида. Некоторые сифонофоры, в том числе род Эренна, обитающие в афотической зоне на глубине от 1600 до 2300 м, демонстрируют флуоресценцию от желтого до красного в фотофорах их щупальцевидных тентилл. Эта флуоресценция возникает как побочный продукт биолюминесценции этих же фотофоров. Сифонофоры демонстрируют флуоресценцию в виде колеблющегося рисунка, который используется в качестве приманки для привлечения производительности.
Хищный глубоководный Dragonfish Malacosteus niger, близкородственный род Aristostomias и вид Pachystomias microdon использовать флуоресцентные красные вспомогательные пигменты для преобразование синего света, излучаемого собственной биолюминесценцией, в красный свет суборбитальных фотофоров. Это красное свечение невидимо для других животных, что дает этим рыбам-драконам дополнительный свет в темных глубинах океана, не привлекая и не сигнализируя о хищниках.
Флуоресцентное дерево в горошек лягушка в УФ-свете Флуоресценция широко распространена земноводных и была у нескольких семейств лягушек, саламандр и цецилий., но его масштабы сильно различаются.
<лягушка в горошек (Hypsiboas punctatus), широко распространенная в Южной Америке, непреднамеренно обнаружена как первая флуоресная амфибия в 2017 г. Флуоресценция была прослежена до обнаружения нового в лимфатических и кожных железах. Основным флуоресцентным соединением является гилоин-L1, которое дает сине-зеленое свечение при воздействии фиолетового или ультрафиолетового света. Авторы открытия предположили, что флуоресценцию можно использовать для общения. Они предположили, что флуоресценция, возможно, широко распространена среди лягушек. Всего несколько месяцев спустя флуоресценция была обнаружена у близкородственного Hypsiboas atlanticus. Поскольку это связано с выделениями кожных желез, они также могут оставлять флуоресцентные метки на поверхностях, где они были.В 2019 году две другие лягушки, крошечная тыквенная жаба (Brachycephalus ephippium) и красная тыквенная жаба (B. pitanga) из юго-востока Бразилии, как было обнаружено, имеют естественно флуоресцентные скелеты, которые видны сквозь их кожу при воздействии ультрафиолетового света. Первоначально предполагалось, что флуоресценция дополняла их уже апосематические цвета (они токсичны) или что это было связано с выбором партнера (распознавание вида или определение пригодности потенциального партнера), но более поздние исследования показывают, что первое объяснение маловероятно, поскольку на попытки хищничества на жабов, похоже, не влияет наличие / отсутствие флуоресценции.
В 2020 году было подтверждено, что зеленая или желтая флуоресценция широко распространена не только у взрослых лягушек, подвергшихся воздействию синего или ультрафиолетового света, но также среди головастиков, саламандр и цецилий. Степень сильно варьируется в зависимости от вида; у одних он очень отчетлив, у других едва заметен. Это может быть связано с пигментацией кожи, слизистых оболочек или костей.
Махаон (Papilio) бабочки имеют сложную систему излучения флуоресцентного света. Их крылья содержат насыщенные пигментом кристаллы, излучающие направленный флуоресцентный свет. Эти кристаллы лучше всего излучают флуоресцентный свет, когда они поглощают излучение небесно-голубого света (длина волны около 420 нм). Длины волн света, которые бабочки видят лучше всего, соответствуют поглощению кристаллов в крыльях бабочки. Это, вероятно, функционирует для увеличения способности к передаче сигналов.
Попугаи имеют флуоресцентное оперение, которое может использоваться в передаче сигналов партнера. Исследование с использованием экспериментов по выбору партнера на волнистых попугайчиках (Melopsittacus undulate) обнаружило убедительную поддержку флуоресцентной сексуальной передачи сигналов, причем 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 производства флуоресцентных пигментов, могут потребоваться значительные затраты. Следовательно, люди, демонстрирующие сильные флуоресценции, могут быть честным индикатором высокого индивидуального качества, поскольку они могут справиться с затратами.
Флуоресцентные скорпионы Пауки флуоресцируют в УФ-свете и обладают огромным разнообразием флуорофоров. Примечательно, что пауки - единственная известная группа, в которой флуоресценция «таксономически широко распространена, вариабельно выражена, эволюционно лабильна и, вероятно, находится в процессе отбора и среды имеет экологическое значение для внутривидовой и межвидовой сигнализации». В исследовании Andrews et al. (2007) показывают, что флуоресценция развивалась несколько раз в разных таксонах пауков, причем новые флуорофоры развивались во время диверсификации пауков. У некоторых пауков ультрафиолетовые сигналы важны для взаимодействия хищник-жертва, внутривидового общения и маскировки с помощью соответствующих флуоресцентных цветов. Различный экологический контекст подавлению или усилению экспрессии флуоресценции, в зависимости от того, помогает ли флуоресценция паукам быть загадочными или делает их более заметными для хищников. Следовательно, естественный отбор может влиять на экспрессию флуоресценции у видов пауков.
Скорпионы также флуоресцируют из-за присутствия бета-карболина в их кутикулах.
Цветок Mirabilis jalapa содержит фиолетовые флуоресцентные бетацианы и желтые флуоресцентные бетаксантины. В белом свете части представлены только бетаксантины, кажущиеся желтыми, но в областях, где присутствуют как бетаксантины, так и бетацианины, видимая флуоресценция цветка тускнеет из-за внутренних механизмов фильтрации света. Ранее предполагалось, что флуоресценция играет роль в привлечении опылителя, однако позже было обнаружено, что визуальный сигнал флуоресценции незначительно по сравнению с визуальным сигналом света, отраженного цветком.
Хлорофилл, вероятно, наиболее широко распространенной флуоресцентной молекулы, производящей красное излучение в диапазоне длин волн возбуждения. Этот атрибут хлорофилла обычно используется экологами для измерения эффективности фотосинтеза.
Флуоресценция арагонита Драгоценные камни, минералы, могут иметь характерную флуоресценцию или могут флуоресцировать по-разному в коротковолновом ультрафиолете, длинноволновом ультрафиолете, видимом свете или рентгеновских лучах.
Многие типы кальцита и янтаря будут флуоресцируют в коротковолновом УФ, длинноволновом УФ и видимом свете. рубины, изумруды и алмазы проявляют красную флуоресценцию в длинноволновом УФ, синем и зеленом иногда свете; алмазы также излучают свет под воздействием рентгеновского излучения.
Флуоресценция минералов вызывается широким спектром активаторов. В некоторых случаях активатора должна быть ограничена определенного уровня, чтобы предотвратить гашение флуоресцентного излучения. Кроме того, минерал не содержит таких как железо или медь, чтобы предотвратить гашение возможной флуоресценции. Двухвалентный >марганец в свойствах до нескольких процентов обеспечивает красную или оранжевую флуоресценцию кальцита, зеленую флуоресценцию виллемита, желтую флуоресценцию эсперит и оранжевая флуоресценция волластонита и клиноэдрита. Шестивалентный уран в форме катиона уранила флуоресцирует во всех формах желто-зеленым цветом и является причиной флуоресценции минералов, таких как аутунит или андерсонит, а при низкой концентрации флуоресценции таких материалов, как некоторые образцы гиалита опала. Трехвалентный хром в низкой концентрации является красной флуоресценции рубина. Двухвалентный европий является источником синей флуоресценции, если смотреть на минерал флюорит. Трехвалентные лантаноиды, такие как тербий и диспрозий, вызывающие активми кремово-желтой флуоресценции, проявляющие различные минеральные флюориты, и вносят свой вклад в оранжевую флуоресценцию циркон. Пауэллит () и шеелит (вольфрамат кальция) по природе своей флуоресцируют желтым и синим цветом соответственно. Когда они присутствуют вместе в твердом растворе, энергия передается от вольфрама с более высокой энергией к молибдену с более низкой энергией, так что достаточно низкие уровни молибдена чтобы вызвать желтое излучение для шеелита вместо синего. Сфалерит с низким содержанием железа (сульфид цинка) флуоресцирует и фосфоресцирует в различных цветах, что влияет на различные примесей.
Сырая нефть (нефть ) флуоресцирует в различных цветах: от тускло-коричневого для тяжелых нефтей и смол до ярко-желтоватого и голубовато-белого для очень легких нефтей и конденсатов. Это явление используется в разведочном бурении для очень малых количеств нефти в буровом шламе и образцах керна.
Органические растворы, такие как антрацен или стильбен, растворенные в бензоле или толуоле, флуоресцируют ультрафиолетом или гамма-излучением облучением. Время затухания этой флуоресценции составляет порядок наносекунд, поскольку продолжительность свечения зависит от времени жизни возбужденных состояний флуоресцентного материала, в данном случае антрацена или стильбена.
Сцинтилляция определяется как вспышка света, возникающего в прозрачном материале при прохождении частиц (электрона, альфа-частиц, иона или фотона высокой энергии). Стилбен и его производные используются в сцинтилляционных счетчиках для обнаружения таких частиц. Стилбен также является одной из усиливающих сред, используемых в лазерах на красителях.
Флуоресценция присутствует в атмосфере, когда воздух подвергается бомбардировке энергичными электронами. В таких случаях, как естественное полярное сияние, ядерные взрывы на большой высоте и эксперименты с ракетными электронными пушками, образующиеся молекулы ионы флуоресцентно реагируют на свет.
В августе 2020 года исследователи сообщили о создании самых ярких флуоресцентных твердых оптических материалов. смешивания катионных красителей с анион-связывающими макроциклами цианостар . По словам соавтора, эти материалы могут найти применение в таких областях, как сбор солнечной энергии, биоимиджинг и лазеры.
Флуоресцентная краска и пластик, освещенный УФ-трубки. Картины Beo Beyond Обычная люминесцентная лампа на флуоресценции. Внутри стеклянной трубки частичный вакуум и небольшое количество ртути. Электрический разряд в трубке заставляет атомы ртути излучать в основном ультрафиолетовый свет. Трубка покрыта покрытием из флуоресцентного материала, называемого люминофором, который поглощает ультрафиолетовый свет и повторно излучает видимый свет. Флуоресцентное освещение более энергоэффективно, чем лампы накаливания. Однако из-за неравномерного внешний вид люминесцентных ламп может выглядеть иначе, чем при освещении лампами накаливания или дневным светом. В спектре излучения паров ртути преобладает коротковолновая УФ-линия на 254 нм (которая обеспечивает большую часть энергии люминофорам), сопровождаемая излучением видимого света на 436 нм (синий), 546 нм (зеленый) и 579 нм (желто-оранжевый). Эти три линии можно наблюдать наложенными на белый континуум с помощью ручного спектроскопа для света, излучаемого обычными белыми люминесцентными лампами. Эти же видимые линии, сопровождаемые эмиссионными линиями трехвалентного люминесцентного света, а также следующие эмиссионным континуумом двухвалентного люминесцентного света в синей области, представляют собой более прерывистое световое излучение современных трехцветных люминофорных систем, используемые во многих лампах компактные люминесцентные лампы и традиционные лампы, для цели является лучшая цветопередача.
Люминесцентные лампы были впервые представлены публике на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1939 году. С тех пор улучшения заключаются в основном в улучшении люминофора, увеличении срока службы и более стабильной внутренней разряде, а также в более простом использовании формы (например, компактных люминесцентных лампах). Некоторые лампы с разрядом высокой мощности (HID) сочетают в себе еще больший электрический КПД с улучшенным люминофором для лучших цветопередачи.
Белые светодиоды (светодиоды) стали доступны в середине 1990-х годов как светодиодные лампы, в которых синий свет, излучаемый полупроводником, падает на люминофор, нанесенный на крошечный кристалл. Комбинация синего света, проходящего через люминофор, и флуоресценции от зеленого к красному от люминофоров дает чистое излучение белого света.
В свечах иногда используются флуоресцентные материалы для поглощения света хемилюминесцентным и испускают свет другого цвета.
Многие аналитические методы включают использование флуорометра, обычно с одной длиной волны возбуждения и однократным детектированием длины волны. Благодаря чувствительности, обеспечивает метод, можно измерить силу флуоресцентных молекул до 1 части на триллион.
Флуоресценция нескольких значений может быть обнаружена с помощью матричного детектора для обнаружения соединений из ВЭЖХ поток. Кроме того, планшеты TLC можно визуализировать, если соединения или красящий реагируют на флуоресцентные. Флуоресценция наиболее эффективна при большем использовании на более низких уровнях энергии в распределении Больцмана. Таким образом, повышается вероятность возбуждения и высвобождения фотонов атомами с более низкой энергией, что делает анализ более эффективным.
Обычно установка флуоресцентного анализа включает в себя источник света, который может излучать свет со многими длинами волн. Как правило, для правильного анализа требуется одна длина волны, поэтому, чтобы избирательно фильтровать свет, его пропускают через монохроматор возбуждения, а затем эту выбранную длину волны пропускают через ячейку для образца. После поглощения и повторного излучения электронной энергии может появиться много длин волн из-за стоксова сдвига и различных переходов. Для их разделения и анализа флуоресцентное излучение проходит через эмиссионный монохроматор и выборочно исследуется детектором.
Эндотелиальные клетки под микроскопом с тремя отдельными каналами, маркирующими механизмами клеточные компоненты Флуоресценция в науках о жизни обычно используется как неразрушающий механизм или анализ биологических молекул с помощью флуоресцентного фона. на частном частоте, где нет фона от возбуждающего, поскольку относительно небольшое количество клеточных компонентов является естественным флуоресцентными (так называемая собственная автофлуоресценция ). Фактически, белок или другой компонент может быть «помечен», внешний флуорофором, флуоресцентным красителем, который может быть небольшим молекулярным, белком или квантовым веществом. точка, находящая широкое применение во многих биологических приложениях.
Количественное определение красителя проводится с помощью спектрофлуориметра и находит дополнительные применения в:
Отпечатки пальцев можно визуализировать с помощью флуоресцентных соединений, таких как нингидрин или ДФО (1,8-диазафлуорен-9 -one ). Кровь и другие вещества иногда проявляются флуоресцентными реагентами, такими как флуоресцеин. Волокна и другие материалы, которые могут встречаться в криминалистике или имеют отношение к различным предметам коллекционирования, иногда являются флуоресцентными.
Флуоресцентный пенетрантный контроль используется для обнаружения трещин и других дефектов на поверхности деталей. Отслеживание красителя с использованием флуоресцентных красителей используется для поиска утечек в жидкостных и газовых системах водопровода.
Флуоресцентные цвета часто используются в вывесках, особенно в дорожных знаках. Флуоресцентные цвета обычно распознаются на большем расстоянии, чем их нефлуоресцентные аналоги, особенно заметен флуоресцентный оранжевый. Это свойство привело к его частому использованию в знаках безопасности и этикетках.
Флуоресцентные соединения часто используются для улучшения внешнего вида ткани и бумаги, вызывая эффект «отбеливания». Белая поверхность, обработанная оптическим осветлителем, может излучать больше видимого света, чем тот, который на нее падает, что делает ее ярче. Синий свет, излучаемый осветлителем, компенсирует уменьшение синего цвета обработанного материала и изменяет оттенок с желтого или коричневого на белый. Оптические отбеливатели используются в моющих средствах для стирки, бумаге высокой яркости, косметике, яркой одежде и многом другом.
 | Викискладе есть материалы, связанные с флуоресценцией. |
