蛍光は生物学者の道具箱の中で最も重要かつ有用な道具の一つです。 生物学では、生理学から免疫学まで、ほぼすべての分野で、タンパク質を検出するために蛍光分子（別名フルオロフォア）が使用されています。 しかし、蛍光がどのように作用するかの具体的な科学的背景は、混乱したり見過ごされたりすることがあります。 この記事では、蛍光の重要なポイントを解説し、あなたがなりたかった専門家になれるようにします。 より具体的には、分子が特定の波長の光を吸収し、より長い波長の光を放出することで蛍光を発するのです。 彼は最終的に、光の吸収と発光を記述するジャブロンスキー図を開発しました。 つまり、吸収（または励起）、非放射遷移（または励起状態寿命）、蛍光発光の3段階です1
Figure 1. ジャブロンスキー図。 S0とS1は異なる電子状態を表す。 その他の数字（ここでは0～3）は振動状態を表す。
ステップ1：励起
一般化学のフラッシュバック：可視光は光子と呼ばれる素粒子として存在します。 これらの粒子は、吸収されると、光を吸収した分子をより高いエネルギー レベルに推進または「励起」するエネルギーの本質的なパケットです。 蛍光の場合、蛍光体は可視光（通常は白熱灯やレーザー）を吸収し、分子の電子一重項状態（S1）を励起します。
ステップ 2: 励起状態の寿命
ご存知のように、原子の目標はできるだけ低いエネルギー状態にあることです。 したがって、蛍光体がより高い電子状態に励起されると、すぐにエネルギーを放出し始めようとします。この励起状態は、励起状態寿命と呼ばれ、あまり長くは続きません (通常 1 ～ 10 ナノ秒程度)。 というのも、この間に S1 のエネルギーが減衰し、蛍光を発する一重項励起状態「緩和状態」に向かうからです。 リラックスした」励起状態から始まった高エネルギー光子は、基底状態に向かって急速に減衰し、この過剰なエネルギーを光として放出する。 このエネルギーの遷移が、私たちの知る「蛍光」である。 興味深いことに、エネルギーの一部は励起状態の寿命の間にすでに放出されていたため、現在蛍光を発している光子のエネルギーは、励起光子のエネルギーよりも低くなっている。 このように、蛍光時に放出されるエネルギーは、常に励起に必要なエネルギーよりも長い波長となります。
フローサイトメトリーの概念と基礎については、以前の記事とウェビナーで説明しましたので、必要であれば戻ってこのトピックを再確認してください。
蛍光分子を扱う場合、励起波長と発光波長またはエネルギーの差に特別な注意を払う必要があります（別名、ストークスシフトと呼ばれます）。 ストークスシフトの意義はその単純さにあり、放出光の波長と励起光の波長が確実に見分けられるほど大きいかどうかを判断することができるのである。 フローサイトメトリーの読み出しは蛍光のみに基づいているので、このパラメータを意識していないと、信頼性の低い、うんちの絵文字のようなデータを生成してしまう危険性があります
さらに、各蛍光色素の吸収スペクトルと発光スペクトル、およびさまざまなレーザーが当該蛍光色素とどう相互作用するかを把握しておくことは非常に重要です。 例えば、フローサイトメトリー装置では、アルゴンイオンレーザーが488nmの光を発し、フルオレセインイソチオシアネート（FITC）という蛍光体が励起される。 488nmはFITCの吸収極大に非常に近いため、励起するとFITCの高い発光が得られる。
以上、蛍光の簡単な紹介と、フローサイトメトリーで使用される蛍光分子との関連について解説しました。 質問はありますか？ コメント ぜひお聞かせください！