單分子熒光的典型特征是量子躍遷,即會形成發射-暗態交替的量子躍遷過程,導致實驗中觀察到的單分子熒光光譜和熒光強度的波動。這種漲落現象主要取決於單分子的局域環境及其猝滅路徑。因此,測量這種單分子的熒光量子躍遷過程、熒光壽命和熒光量子產額,可以提供單個熒光分子所處局域環境的特征和變化的大量信息。
單分子熒光的另壹個重要特征是其偏振特性。單個熒光分子有其獨特的固有熒光和吸收躍遷偶極矩,分子只吸收那些偏振方向與其吸收躍遷偶極矩方向壹致的光子,發出具有壹定偏振方向的熒光。在單分子檢測的應用中,人們利用這種單分子躍遷偶極矩的方向和分子所處環境的差異來研究和推測生物大分子的結構和功能。
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