Spring til indhold

Fluorescens

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Fluorescerende sten og mineraler udsender synligt lys ved bestråling med ultraviolet lys
Den kemiske struktur af matlaline, det fluorescerende stof i det mexikanske træ Eysenhardtia polystachya

Fluorescens eller fotoluminescens (eng. Photoluminiscense) er en form for luminiscens, hvor et stof (en transducer, en fluorofor) optager energi i form af stråling og genudsender energien som synligt lys. Det fluorescerende stof kan optage energien ved påvirkning med elektroner, ultraviolet lys, kortbølget synligt lys eller energirige partikler. Fluorescens kan udsendes af uorganiske stoffer og af små såvel som store, komplekse organiske forbindelser.[1]

Fluorescensen udsendes samtidig med påvirkningen. Hvis synligt lys udsendes mere end 10-8 sekund efter påvirkningen, kaldes fænomenet fosforescens og det forforiserende stof for et lysstof eller en fosfor(med tryk på anden stavelse; efter engelsk phosphor). Forskellen mellem fosforer og fluoroforer beror på naturen af den aktiverede tilstand, men der er ikke nogen skarp grænse mellem fosforer og fluoroforer. Både fosforer og fluoroforer betegnes som luminiforer eller fotoluminiforer.

Nobelprisen i kemi i 2008 blev tildelt forskerne Osamu Shimomura, Martin Chalfie og Roger Y. Tsien, der identificerede og isolerede grønt fluorescerende protein fra vandmanden Aequorea victoria.[2] Mærkning med og måling af fluorescens har haft en stor betydning for biologiske og biokemiske landvindinger inden for bl.a. funktionen af proteiner. Teknikker som immunofluorescens og immunohistokemi er blevet uundværlige for det moderne biologiske laboratorium, se her for en oversigt over metoder på engelsk.[3][4]

Fluorescens er et fysisk fænomen, der finder udstrakt anvendelse i dagligdagen, fra belysning over optisk hvide i vaskepulver til farvestoffer i beskyttelsesbeklædning og farvestifter.

Jablonski diagram[5] der viser ændringerne i energiniveauerne
Fluorescensspektra af to R-phycoerythriner, underordnede pigmenter til klorofyl
En skorpion fotograferet under ultraviolet lys
Naturlig fluorescens forekommer hos mange fisk
Et billede af en delende cancercelle. DNA er mærket med blå fluorescens, centromerproteinet INCENP (inner centromere protein) er mærket med grønt og tubulin er mærket med rødt
Grønt fluorescerende protein (GFP) med kromatoforen i gult

Energioverførsel

[redigér | rediger kildetekst]

Forklaring af Jablonski-diagrammet.

Lysfænomenet beror på energioverførsel. En elektron absorberer en foton med høj energi og bliver løftet til et højere energiniveau. Elektronen er blevet exciteret (anslået eller aktivereret). Systemet henfalder igen til grundniveauet ved udsendelse af en foton. Den udgående foton vil altid have lavere energi end den indgående foton, dvs den udgående stråling vil altid have længere bølgelængde end den indgående stråling.

Flere fysiske fænomerer forklares på den samme måde ved energioverførsel: fluorescens, fosforescens, katodeluminescens og polarlys

Naturlig forekomst

[redigér | rediger kildetekst]

Det har vist sig at naturligt forekomst af fluorescens er ganske almindelig blandt levende organismer, kaldet biofluorescens.[6]

Biofluorescens

[redigér | rediger kildetekst]

Eksempler på fluorescerende stoffer

[redigér | rediger kildetekst]
Uddybende Uddybende artikel: Fluorofor

Mange fluorescerende stoffer er små molekyler med 20 til 100 atomer (200 - 1000 Dalton) som f.eks. tryptofan og porfyriner. [1]

Mange større molekyler fluorescerer også såsom proteiner, f.eks. Green Fluorescent Protein (GFP) på 26 kDa fra vandmanden ’’Aequorea victoria’’, det mest kendte fluoriserende protein.[15][16] Se her for en engelsk liste over fluoroforer.[17]

Røntgen-fluorescens

[redigér | rediger kildetekst]

Ved bestråling med højenergi-stråling (Røntgen-stråler) afgiver atomer et emissionsspektrum, der ligger i Røntgen-området, men med lavere energi end påvirkningen. Hvert grundstof har sit unikke emissionsspektrum som et fingeraftryk. Ved Røntgen-fluorescensspektroskopi kan prøver analyseres for indholdet af grundstoffer.

Anvendelser

[redigér | rediger kildetekst]

Fænomenet fluorescens anvendes til utallige formål:

  • Belysning, lysstofrør
  • Tekstilfarver, sikkerhedsbeklædning, sikkerhedsudstyr
  • Mærkning af makroskopiske emner, pengesedler, frimærker
  • Mærkning af mikroskopiske emner, identifikation af celler (bakterier, cancerceller),sekventering af DNA, cellekomponenter (organeller, proteiner)[18]
  • Monitering af plantevækst og algeopblomstring[19]

Se også

[redigér | rediger kildetekst]

Eksterne henvisninger og referencer

[redigér | rediger kildetekst]
  1. ^ a b Photoluminescence in mammal fur: 111 years of research. Journal of Mammology 2023
  2. ^ "Nobelpris i kemi for selvlysende molekyler. Videnskab.dk". Arkiveret fra originalen 27. februar 2014. Hentet 3. februar 2014.
  3. ^ "Se kroppens mindste dele i fluorescerende farveorgier. Videnskab.dk 2013". Arkiveret fra originalen 23. februar 2014. Hentet 3. februar 2014.
  4. ^ "Mand mod Maskine: Optælling af mikrober på bunden af Østersøen. Videnskab.dk 2013". Arkiveret fra originalen 8. november 2013. Hentet 3. februar 2014.
  5. ^ "Jablonski Diagram. UC Davis". Arkiveret fra originalen 16. maj 2016. Hentet 18. maj 2016.
  6. ^ Many frogs glow in blue light, and it may be a secret, eerie language. Science News 2023
  7. ^ "Fluorescent green eels, glowing red fish and acid yellow corals: Scuba diver captures extraordinary images of creatures that light up the ocean floor when exposed to ultraviolet light. Daily Mail". Arkiveret fra originalen 28. marts 2014. Hentet 3. februar 2014.
  8. ^ Springhares Glow Orange and Red under Ultraviolet Light. Science News 2021
  9. ^ "The Mystery of The Platypus Deepens With The Discovery of Its Biofluorescent Fur. ScienceAlert 2020". Arkiveret fra originalen 8. januar 2021. Hentet 13. januar 2021.
  10. ^ "Scientists Surprised by Geckos Lighting Up Desert Nights With Neon-Green Sides. ScienceAlert 2021". Arkiveret fra originalen 15. januar 2021. Hentet 16. januar 2021.
  11. ^ "Kedelige fisk lyser som provinsdiskoteker. Videnskab.dk 2014". Arkiveret fra originalen 3. februar 2014. Hentet 3. februar 2014.
  12. ^ "Red Fluorescent Reef Fish. Fish Channel". Arkiveret fra originalen 20. februar 2014. Hentet 3. februar 2014.
  13. ^ "Fluorescence. UC Berkeley IceCube group". Arkiveret fra originalen 8. december 2013. Hentet 3. februar 2014.
  14. ^ "Pseudomonas fluorescens. Microbiology Glossary". Arkiveret fra originalen 9. november 2014. Hentet 3. februar 2014.
  15. ^ "Forekomst af fluorescerende proteiner i naturen. Galathea 3". Arkiveret fra originalen 20. februar 2014. Hentet 3. februar 2014.
  16. ^ "Fluorescent proteins. Robert E. Campbell (2008), Scholarpedia". Arkiveret fra originalen 2. oktober 2013. Hentet 3. februar 2014.
  17. ^ "Table of Fluorochromes. Salk Institute". Arkiveret fra originalen 20. oktober 2014. Hentet 3. februar 2014.
  18. ^ "Cats that Glow in the Dark. Livescience". Arkiveret fra originalen 7. september 2014. Hentet 7. september 2014.
  19. ^ "Waters of southeast Florida covered in fluorescent green slime of toxic algae. The Watchers 2013". Arkiveret fra originalen 22. februar 2014. Hentet 3. februar 2014.
Hentet fra "https://da.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluorescens&oldid=11753742"