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蛍光とリン光は、分析化学、生物画像、材料科学などの分野で分子特性を検出し、細胞構造を視覚化する重要な現象です。これらの発光挙動に影響を与える変数を理解することは、それらの用途で精度と効率を最大限に高めるために不可欠です。これらの変数は、化学構造、溶媒特性、外部条件に大まかに分類でき、それぞれが蛍光とリン光の強度と効率を決定する上で明確な役割を果たします。

化学構造

化学構造は、蛍光とリン光に大きな影響を与えます。

低エネルギーの �� 結合から �� 非結合への遷移を伴う芳香族化合物は、強力で実用的な蛍光を発する傾向があります。対照的に、脂肪族および脂環式カルボニル構造、または高度に共役した二重結合構造も蛍光を発することがありますが、その程度は低くなります。キノリンやイソキノリンなどの縮合環化合物も、多くの場合蛍光を示します。ベンゼン環を置換すると、吸収極大波長と蛍光発光に大きく影響することがあります。たとえば、ハロゲン置換は重原子効果を示し、三重項状態への項間交差の可能性が高まります。一方、カルボン酸またはカルボニル基の置換は通常、蛍光を阻害します。フルオレンなどの剛性構造を持つ分子は、より高い量子効率を示す可能性が高く、非剛性分子は内部変換率が増加し、無放射不活性化につながります。

溶媒特性

溶媒の選択は、蛍光強度にとって重要です。温度が高くなると、分子衝突が増えるため量子効率が低下します。低粘度の溶媒は外部変換を促進して蛍光を減らしますが、重原子を含む溶媒は蛍光を抑制してリン光を促進します。溶存酸素が存在すると、蛍光種の酸化を誘発したり、三重項状態への項間交差を促進したりして、蛍光を消光することができます。

外部条件

pH などの環境要因は、特に酸性または塩基性置換基を持つ芳香族化合物で蛍光挙動に影響を与えます。これらの化合物のプロトン化形態と非プロトン化形態は、発光強度と波長の両方に変化を示します。これは、終点を検出するために酸塩基滴定に適用される原理です。

タグ

FluorescencePhosphorescenceLuminescent PhenomenaChemical StructureSolvent PropertiesExternal ConditionsAromatic CompoundsHeavy atom EffectQuantum EfficiencyInternal ConversionEnvironmental FactorsPH InfluenceAcid base Titrations

章から 12:

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