熒光物質(zhì)(fluorescentmaterial)又稱為熒光素(fluorescein或luciferin)、熒光色素或熒光探針,是指能夠吸收光并能在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)射熒光,而且能作為染料的化合物。熒光素通常具有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)。
(1)熒光效率:熒光色素能發(fā)出熒光,除具備合適的能量外,還須具備高熒光效率。熒光效率(fluorescence efficiency)即熒光量子產(chǎn)率,是指熒光物質(zhì)吸收光后發(fā)射出的熒光光量子數(shù)與其所吸收激發(fā)光光量子數(shù)之比。
即 熒光效率=發(fā)射熒光的光量子數(shù)÷吸收光的光量子數(shù)
熒光量子產(chǎn)率數(shù)值反映了熒光物質(zhì)將吸收的光能轉(zhuǎn)化為熒光的效率,其數(shù)值越大。該物質(zhì)的熒光越強(qiáng),用于熒光分析的熒光物質(zhì)熒光量子產(chǎn)率數(shù)值要求達(dá)到0.35以上。大部分物質(zhì)沒有發(fā)射熒光的性質(zhì),即使是熒光色素也不能將吸收的全部光轉(zhuǎn)變?yōu)闊晒,而是在發(fā)射熒光的同時(shí),或多或少地以其他形式釋放其所吸收的光能:因此,在通常情況下,熒光量子產(chǎn)率數(shù)值總是小于1。
(2)熒光強(qiáng)度:熒光強(qiáng)度(fluorescence intensity)是指熒光色素發(fā)射熒光的光量子數(shù),決定熒光色素檢測的靈敏度。在一定范圍內(nèi),激發(fā)光越強(qiáng).熒光也越強(qiáng),即熒光強(qiáng)度等于吸收光強(qiáng)度乘以熒光效率。所以,選用適當(dāng)強(qiáng)度的光源作為激發(fā)光源和選用適合于被檢熒光物質(zhì)選擇性吸收的光譜濾片作為激發(fā)濾片,是提高熒光強(qiáng)度的根本方法。
(3)熒光物質(zhì)的吸收光譜和發(fā)射光譜:每種熒光物質(zhì)的吸收光不僅有一定波長。而且在各波長上的吸收量也不同,從而構(gòu)成特殊的吸收光譜曲線;發(fā)射熒光的情況也是如此。因此,熒光物質(zhì)在一定條件下有一定的吸收光譜(激發(fā)光譜)和發(fā)射光譜(熒光光譜),如吖啶橙的吸收光譜(最大吸收波長)是455nm,其發(fā)射波長光譜為450~700nm。因此,吖啶橙與不同細(xì)胞成分結(jié)合后?僧a(chǎn)生橙、黃、紅、綠等熒光。了解各種熒光染料的吸收光譜和發(fā)射光譜,有利于在觀察被檢標(biāo)本時(shí),有效地選擇適當(dāng)?shù)臑V片,獲得最好的熒光效果。
(4)熒光穩(wěn)定性:提高激發(fā)光強(qiáng)度固然可以提高熒光強(qiáng)度,但激發(fā)光強(qiáng)度不可能無限提高。因?yàn)榧ぐl(fā)光強(qiáng)度超過一定限度時(shí)光吸收趨于飽和,而且不可逆地破壞激發(fā)態(tài)分子,這種現(xiàn)象稱光漂白。對(duì)于熒光顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡而言,如光源長時(shí)間照射樣品?蓪(dǎo)致光漂白現(xiàn)象,嚴(yán)重影響檢測。解決光漂白問題最直接的方法:一是降低光照強(qiáng)度,二是使用抗淬滅劑(anti-fade reagent)。