Fluorescence Quenching에 대한 전반적인 내용정리

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Fluorophore이 빛을 받아 excitation된 후에 들뜬 전자가 다시 ground state로 오면서 빛과 에너지를 방출한다. 이 때 quencher가 관여하게 되면 형광의 세기가 감소하게 되는데 이렇게 형광의 세기가 감소하는 과정들을 fluorescence quenching이라고 한다. 산소분자, 아이오딘화 이온, 아크릴아마이드가 대표적인 quencher이다. 여기서 다루는 것은 분자간의 상호작용에 의해 나타나는 현상으로 inter molecular fluorescence quenching이다. Excite state의 fluorophore()와 quencher(Q)가 반응하여 complex를 형성하는 과정을 bimolecular reaction이라고 하고 이 때의 rate constant를 라고 표시한다. Quencher가 있을 경우에는 fluorophore이 quencher와 상호작용하여 fluorescence intensity와 excite state fluorophore의 수가 quencher가 없을 때보다 더 빠르게 감소한다. 또한 fluorescence quantum yield도 감소한다. 이러한 fluorescence quenching에는 크게 static quenching과 dynamic quenching(collisional quenching) 2가지가 있다.
Static quenching은 fluorophore의 excitation이 일어나기 전에 ground state에서 fluorophore과 quencher의 complex가 형성될 경우 일어나는 현상이다. 이렇게 ground state에서 만들어진 complex는 excitation이 된 후 대부분 형광이 나오지 않는다. 이에 따라 형광의 세기가 감소하게 되는 것이다. 또한 hydrophobic dye가 물과의 접촉면적을 최소화하기 위해 서로 결합하는 경우도 static quenching에 기여한다. Ground state complex를 형성하는 화학식은 F+Q → FQ로 평형상수 는 이다.

참고자료

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