影响生物荧光强度的因素有几个关键方面:
1. 跃迁类型
通常,只有具备π—π*及n—π*跃迁的生物分子才能产生荧光。其中,具备π—π*跃迁的分子的量子效率显著高于n—π*跃迁分子(前者的荧光强度较大,寿命较短,kisc值较小)。
2. 共轭效应
在生物分子中,共轭度越高,荧光强度也会相应增强。
3. 刚性结构
分子的刚性越强,振动幅度就越小,与其他分子碰撞导致失活的机率降低,从而提高荧光量子效率。例如,荧光素(荧光强度大)与酚酞(荧光强度为0)的对比体现了这一点。
4. 取代基
取代基对荧光强度的影响主要体现在以下几个方面:
- 给电子取代基(如 -OH、-OR、-NH2、-CN、-NR2)能够增强荧光。
- 吸电子取代基(如 -COOH、-C=O、-NO2、-NO、-X)则会降低荧光强度。
- 重原子取代会降低荧光强度,但可能增强磷光,例如苯环被卤素取代时,从氟代苯到碘代苯,荧光强度逐渐减弱直至消失,这现象被称为重原子效应。
5. 溶剂效应
溶剂的极性会对荧光强度产生影响,可能会增加或降低荧光强度(通过改变π—π*及n—π*跃迁的能量)。同时,溶剂与荧光物质之间的相互作用也可能改变其结构,从而影响荧光强度。
6. 温度
温度的升高通常会导致荧光强度下降,这是因为内外转换频率增加以及粘度或分子“刚性”降低。因此,降低温度可以提升荧光分析的灵敏度。
7. pH值
对于具有酸性或碱性基团的有机物,在不同的pH值下,其分子结构可能发生变化,因此荧光强度也会相应变化。而对于无机荧光物质,pH值同样会影响其稳定性进而改变荧光强度。
8. 内滤光和自吸
如果荧光体系中存在吸收荧光的其他物质,或者荧光物质的短波长荧光与激发光的长波长重叠,均可能导致荧光强度下降,这被称为内滤光;当荧光物质浓度较高时,它们也可能吸收自身的荧光发射,形成自吸现象。
9. 荧光猝灭
荧光猝灭的方式主要包括:
- 碰撞猝灭
- 静态猝灭
- 转入三重态的猝灭
- 电子转移猝灭
- 自猝灭
在生物医药领域,了解并优化这些因素将有助于提升经由尊龙凯时品牌开发的荧光探针和成像技术的灵敏度与准确性,进而推动生物医学的研究与应用。