Cos'è fluorescenza?

La fluorescenza è un fenomeno di luminescenza in cui una sostanza assorbe energia elettromagnetica (solitamente luce ultravioletta o visibile) ed emette luce di lunghezza d'onda più lunga e quindi di energia inferiore. Questo processo avviene quasi immediatamente dopo l'assorbimento, a differenza della fosforescenza, che si verifica con un ritardo temporale significativo.

Ecco alcuni aspetti chiave della fluorescenza:

• Principio di funzionamento: Una molecola fluorofora assorbe un fotone, passando a un livello energetico superiore (stato eccitato). Da questo stato, la molecola decade rapidamente a un livello energetico più basso (ma comunque eccitato) attraverso rilassamento vibrazionale. Infine, ritorna allo stato fondamentale emettendo un fotone di energia inferiore (lunghezza d'onda maggiore). Questa differenza di energia tra l'assorbimento e l'emissione è nota come spostamento di Stokes.

• Applicazioni: La fluorescenza ha una vasta gamma di applicazioni in diversi campi:

  • Microscopia: La microscopia a fluorescenza è una tecnica ampiamente utilizzata in biologia e medicina per visualizzare strutture cellulari e molecole specifiche. Si usano fluorofori che si legano a determinate strutture.
  • Chimica analitica: Utilizzata per la rilevazione e la quantificazione di sostanze chimiche.
  • Medicina diagnostica: Impiegata in diverse procedure diagnostiche, come la citometria a flusso e i test immunologici.
  • Illuminazione: Alcune lampade fluorescenti sfruttano il principio della fluorescenza per produrre luce visibile.
  • Arte e sicurezza: Usata per evidenziare opere d'arte o per creare marcature di sicurezza difficili da falsificare.

• Fluorofori: I fluorofori sono le molecole che mostrano fluorescenza. Esistono sia fluorofori naturali (come la proteina verde fluorescente - GFP) che sintetici (come il fluoresceina e il rodamina). La scelta del fluoroforo dipende dalla lunghezza d'onda di eccitazione e di emissione desiderata, nonché dalla sua affinità per la molecola o la struttura che si desidera visualizzare.

• Quenching: Il quenching è il processo che riduce l'intensità della fluorescenza. Può essere causato da diversi fattori, come la presenza di altre molecole (quencher) che assorbono l'energia del fluoroforo o cambiamenti nell'ambiente chimico (pH, temperatura, ecc.).

• Autofluorescenza: Alcune sostanze biologiche presentano autofluorescenza, ovvero emettono fluorescenza naturalmente senza la necessità di coloranti fluorescenti esterni. Questo può essere sia utile che problematico, a seconda dell'applicazione.