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讲解

江苏体彩导论

江苏体彩是乔治·加布里埃尔·斯托克斯(George Gabriel Stokes)于1852年首次描述的一种效应。他观察到萤石在被紫外线照射后开始发光。江苏体彩是光致发光的一种形式,它描述了被光照射后材料所发出的光子。所发射的光具有比激发光更长的波长。这种效应称为斯托克斯位移。

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江苏体彩作为显微镜检查的工具

江苏体彩在显微镜中被广泛使用,并且是观察特定分子分布的重要工具。细胞中的大多数分子不发出江苏体彩。因此,它们必须标记有称为江苏体彩染料的江苏体彩分子。感兴趣的分子可以直接标记(例如带有DAPI的DNA),也可以用与特定抗体偶联的江苏体彩染料进行免疫染色。细胞固定通常是免疫染色所必需的。

江苏体彩显微镜还允许对活细胞或组织进行延时成像。为此,可以用遗传编码的江苏体彩分子标记感兴趣的蛋白质,例如 绿色江苏体彩蛋白 (绿色江苏体彩蛋白)。感兴趣的分子(例如Ca2+也可以使用可逆结合的合成染料(例如fura-2)或基因修饰的天然蛋白质(例如 绿色江苏体彩蛋白-派生)。

电子能态的变化导致发光

发光描述了由于电子从激发态变为低能态引起的发光效应的发生。电子可以以不同的能量状态存在。基态对于电子来说是非常稳定的状态,并且具有最低的能级。如果电子吸收能量,则可以将它们提升到更高的能级,即激发态。由于激发态的能量高于基态,因此当电子返回其基态时必须释放能量。该能量可以以发射的光子的形式释放。

有几种发光形式,它们的激发方式不同,例如:在电致发光中,系统是通过电流激发的,化学发光是由于化学反应而发生的,而光致发光则是通过光子的激发而产生的。

光致发光可进一步分为两个子组,江苏体彩和磷光。江苏体彩和磷光之间的主要区别是它们的发光持续时间。停止照明后,江苏体彩立即结束。相反,激发结束后磷光可持续数小时。

江苏体彩的机理

江苏体彩染料只有在用相应波长的光照射时才会发出江苏体彩。波长取决于江苏体彩团的吸收光谱,必须确保传递适当数量的能量以将电子提升到激发态。电子激发后,它们只能在很短的时间内停留在这种高能状态。当电子松弛到其基态或具有较低能级的另一态时,能量以光子的形式释放。由于在此过程中会损失一些能量,因此与吸收的光相比,江苏体彩染料会发出波长增加而能量较低的光。

磷光的机理

由于磷化分子的发光时间比江苏体彩染料长得多,因此它们存储激发能的方式必须有所不同。这种差异的基础是基于两种不同的自旋排列的激发能级的两种形式,即单重态和三重态。

自旋是电子的属性。简而言之,自旋描述了由电子旋转引起的电子角动量。电子自旋的方向可以为正(+1/2)或负(–1/2)。高能级的自旋对在彼此方向上可以平行或反平行。在反平行旋转对中,各个角动量会相互补偿,并且总的旋转值将为零。这种自旋对准称为单线态。两个平行的自旋不进行补偿,并且得到的值不同于零。在这种情况下,自旋称为三重态。

当电子从单重激发态返回基态时,发生江苏体彩。 但是在某些分子中,激发电子的自旋可以在称为系统间交叉的过程中转换为三重态。这些电子失去能量,直到它们处于三重态基态。该状态比基态具有更高的能量,但也比单线态激发态具有更低的能量。因此,电子不能切换回单重态,也不能轻易地回到基态,因为由于量子力学,只允许零值的总自旋。因此,分子以其能量状态被捕获。 

但是,一次从三重态基态到基态的一些改变是可能的。这些变化引起光子的发射和磷光。由于一次仅可能发生少量事件,因此三重态基态表示一种能量储存器,使得在较长时间段内发出磷光成为可能。

显微镜下的发光

对于显微镜,江苏体彩是最有用的一种发光。江苏体彩染料可以通过特定的光源(例如灯和滤光片系统或激光器)以特定的波长轻松激发,并且可以通过波长(斯托克斯位移)将激发光与激发光区分开。

使用江苏体彩成像,实验人员可以表征细胞内分子的数量和位置。江苏体彩显微镜的另一个优点是可以同时使用几种江苏体彩染料。江苏体彩染料仅需改变其激发和发射波长即可。因此,可以同时观察到不同的靶分子,从而允许进行各种各样的实验,例如分子印迹实验。共本地化研究。