光谱及其与荧光的关系

可见光光谱

可见光谱由波长范围约为 400 纳米到 700 纳米的光组成。波长较短的光波具有更高的频率和能量。波长较长的光波具有较低的频率和能量。

激发范围和上限值

激发荧光基团分子的发射能量比其吸收的光低。因此，在激发过程中，荧光基团吸收的光颜色与发射的颜色之间始终存在变化。

荧光染料可吸收多种波长的光，并且每种染料都具有特有激发范围。然而，该范围内的部分波长比其他波长在激发方面更有效。该波长范围反映了荧光基团可以实现的激发状态范围。因此，每种荧光染料都存在一种特定波长，其中最大激发波长可最有效诱导荧光。

激发范围示例

假设我们有一个含有特定荧光染料的试管。如果我们在染料溶液中对其进行 480 纳米光照，则部分荧光染料分子将被激发。然而，大多数分子不被这一波长激发。随着激发波长的增加，比如达到 520 纳米，则会有更多的分子发生激发。然而，这仍然不是激发分子数量的最大波长。对于这种特定染料，550 纳米是激发比任何其他光波长更多荧光基团的波长。在超过 550 纳米的波长下，荧光基团分子仍然呢能吸收能量并发出荧光，但比例较小。激发波长范围以荧光激发光谱形式呈现。

总之，荧光染料可吸收多种波长的光，并且每种染料都具有特有激发范围。然而，该范围内的部分波长比其他波长在激发方面更有效。该波长范围反映了荧光基团可以实现的激发状态范围。因此，每种荧光染料都存在一种特定波长，其中最大激发波长可最有效诱导荧光。

发射范围示例

现在，让我们了解荧光染料分子在以最佳激发波长激发时发出的光线。与荧光基团分子吸收的一系列波长一样，它们也发射出一系列波长。存在与这些发射事件相关的能量变化谱。当我们以其最大激发波长 550 纳米激发之前描述的染料溶液时，光就会在一系列波长上进行发射。分子可能会发射出不同的波长，每次激发事件都可能发射出激发，因为激发寿命期间可能发生变化，但每次发射都会在范围内。

尽管荧光基团分子都发射相同强度的光，但波长和发射光的颜色不均匀。但是，细胞群集体的荧光强度最高可达 570 纳米。基于发射波长的这种分布，我们可以判断，该荧光基团的最大发射波长为 570 纳米。波长范围以荧光发射光谱表示。

荧光简介的要点如下：

1. 荧光基团是一类分子，它们通过吸收光能量进入激发态，随后发射光能量
2. 激发、激发寿命和发射的三阶段过程被称为荧光。
3. 荧光基团能够吸收一定范围内波长的光能量，同时也能发射一定范围内的波长光。在这些范围内存在激发峰值和发射峰值。由于激发光和发射光的波长不同，吸收光和发射光可检测为可见光谱上的不同颜色或区域。