الفلورسنت

الفلورسنت هو أحد نوعين من انبعاث الضوء من مادة امتصت الضوء أو غيره من الإشعاع الكهرومغناطيسي . عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، تتوهج العديد من المواد (تتألق) بالضوء المرئي الملون. يعتمد لون الضوء المنبعث على التركيب الكيميائي للمادة. تتوقف المواد الفلورية عمومًا عن التوهج فور توقف مصدر الإشعاع. وهذا ما يميزها عن النوع الآخر من انبعاث الضوء، الفسفورية . تستمر المواد الفسفورية في إصدار الضوء لبعض الوقت بعد توقف الإشعاع.

تحدث الفلورسنت عندما يمتص إلكترون مداري في جزيء من المادة فوتونًا من الإشعاع الوارد ، مما يثيره إلى مستوى طاقة أعلى . ثم يعود الإلكترون إلى مستوى طاقته السابق بفقدان الطاقة، وينبعث منه فوتون آخر بتردد مختلف ، وهو التوهج الفلوري.

الفلورسنت هو شكل من أشكال التلألؤ . في جميع الحالات تقريبًا، يكون للضوء المنبعث طول موجي أطول ، وبالتالي طاقة فوتون أقل ، من الإشعاع الممتص. يحدث المثال الأكثر شيوعًا عندما يكون الإشعاع الممتص في منطقة الأشعة فوق البنفسجية من الطيف الكهرومغناطيسي (غير مرئي للعين البشرية)، بينما يكون الضوء المنبعث في المنطقة المرئية . هذا يعطي المادة الفلورية لونًا مميزًا يمكن رؤيته بشكل أفضل عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية ، مما يجعلها تبدو متوهجة في الظلام. ومع ذلك، فإن أي ضوء بطول موجي أقصر قد يتسبب في تألق المادة بطول موجي أطول. يمكن أيضًا إثارة المواد الفلورية بأطوال موجية معينة من الضوء المرئي، مما يخفي التوهج، ومع ذلك قد تظهر ألوانها ساطعة ومكثفة. تصدر مواد فلورية أخرى ضوءها في مناطق الأشعة تحت الحمراء أو حتى فوق البنفسجية من الطيف.

للفلورسنت العديد من التطبيقات العملية، بما في ذلك علم المعادن ، وعلم الأحجار الكريمة ، والطب ، وأجهزة الاستشعار الكيميائية ( التحليل الطيفي للفلورسنت )، ووضع العلامات الفلورية ، والأصباغ ، وأجهزة الكشف البيولوجية، وكشف الأشعة الكونية، وشاشات الفلورسنت المفرغة ، وأنابيب أشعة الكاثود . تطبيقه اليومي الأكثر شيوعًا هو في مصابيح الفلورسنت ( التفريغ الغازي ) ومصابيح LED ، حيث تحول الطلاءات الفلورية الأشعة فوق البنفسجية أو الضوء الأزرق إلى أطوال موجية أطول مما ينتج عنه ضوء أبيض يمكن أن يبدو غير قابل للتمييز عن ضوء المصباح المتوهج التقليدي ولكنه غير كفء من حيث استخدام الطاقة . يحدث الفلورسنت أيضًا بشكل متكرر في الطبيعة في بعض المعادن وفي العديد من الأشكال البيولوجية في جميع ممالك الحياة. يمكن الإشارة إلى الأخير باسم الفلورسنت الحيوي ، مما يشير إلى أن الفلوروفور هو جزء من كائن حي أو يتم استخراجه منه (بدلاً من صبغة أو بقعة غير عضوية ). ولكن بما أن الفلورسنت يرجع إلى مادة كيميائية محددة، والتي يمكن تصنيعها صناعيا في معظم الحالات، فإنه يكفي وصف المادة نفسها بأنها فلورية .

لوحظت ظاهرة الفلورسنت قبل وقت طويل من تسميتها وفهمها. ^[1] كانت إحدى الملاحظات المبكرة للفلورسنت معروفة لدى الأزتيك ^[1] ووصفها برناردينو دي ساهاجون في عام 1560 وفي عام 1565 نيكولاس مونارديس في التسريب المعروف باسم lignum nephriticum ( الكلمة اللاتينية التي تعني "خشب الكلى"). تم اشتقاقه من خشب نوعين من الأشجار، Pterocarpus indicus و Eysenhardtia polystachya . ^{[2] [3] [4]} المركب الكيميائي المسؤول عن هذه الفلورسنت هو الماتلالين، وهو نتاج أكسدة أحد الفلافونويدات الموجودة في هذا الخشب. ^[2]

في عام 1819، وصف إي دي كلارك ^[5] وفي عام 1822، وصف رينيه جوست هاوي ^[6] بعض أنواع الفلوريت التي كان لها لون مختلف اعتمادًا على ما إذا كان الضوء ينعكس أو (ظاهريًا) ينتقل؛ اعتبر هاوي التأثير بشكل غير صحيح على أنه تشتت للضوء مشابه للتوهج . ^{[1] :  الشكل 5} في عام 1833، وصف السير ديفيد بروستر تأثيرًا مشابهًا في الكلوروفيل والذي اعتبره أيضًا شكلًا من أشكال التوهج. ^[7] درس السير جون هيرشل الكينين في عام 1845 ^{[8] [9]} وتوصل إلى استنتاج مختلف غير صحيح. ^[1]

في عام 1842، لاحظ إيه إي بيكريل أن كبريتيد الكالسيوم يصدر الضوء بعد تعرضه للأشعة فوق البنفسجية الشمسية ، مما جعله أول من صرح بأن الضوء المنبعث له طول موجي أطول من الضوء الساقط. في حين أن ملاحظته للتألق الضوئي كانت مماثلة لتلك التي وصفها ستوكس بعد 10 سنوات، والذي لاحظ فلورسنت محلول الكينين ، فإن الظاهرة التي وصفها بيكريل مع كبريتيد الكالسيوم تسمى الآن الفسفورية . ^[1]

في بحثه الذي نشر عام 1852 حول "قابلية الضوء للانكسار" (تغير الطول الموجي )، وصف جورج جابرييل ستوكس قدرة الفلورسبار وزجاج اليورانيوم والعديد من المواد الأخرى على تغيير الضوء غير المرئي الذي يتجاوز الطرف البنفسجي من الطيف المرئي إلى ضوء مرئي. أطلق على هذه الظاهرة اسم الفلورسنت ^[1]

"أميل تقريبًا إلى صياغة كلمة، وتسمية المظهر بالفلورسنت ، من كلمة فلورسبار [أي الفلوريت]، كما أن المصطلح المماثل له أوباليسنس مشتق من اسم معدن." ^{[10] (ص 479، حاشية سفلية)}

لم يفهم بيكريل ولا ستوكس جانبًا رئيسيًا واحدًا من جوانب التلألؤ الضوئي: الاختلاف الحرج عن التوهج ، انبعاث الضوء من المواد الساخنة. لتمييزه عن التوهج، اقترح جوستاف فيدمان في أواخر القرن التاسع عشر مصطلح التلألؤ للإشارة إلى أي انبعاث للضوء أكثر كثافة مما هو متوقع من درجة حرارة المصدر. ^[1]

لقد وفرت التطورات في مجال التحليل الطيفي والإلكترونيات الكمومية بين الخمسينيات والسبعينيات من القرن العشرين طريقة للتمييز بين الآليات الثلاث المختلفة التي تنتج الضوء، فضلاً عن تضييق النطاقات الزمنية النموذجية التي تستغرقها هذه الآليات للتحلل بعد الامتصاص. في العلوم الحديثة، أصبح هذا التمييز مهمًا لأن بعض العناصر، مثل الليزر، تتطلب أسرع أوقات التحلل، والتي تحدث عادةً في نطاق النانو ثانية (مليار من الثانية). في الفيزياء، تم تسمية هذه الآلية الأولى "الفلورسنت" أو "الانبعاث الأحادي"، وهي شائعة في العديد من وسائط الليزر مثل الياقوت. تم اكتشاف أن المواد الفلورية الأخرى لها أوقات تحلل أطول بكثير، لأن بعض الذرات ستغير دورانها إلى حالة ثلاثية ، وبالتالي تتوهج بشكل ساطع بالفلورسنت تحت الإثارة ولكنها تنتج توهجًا باهتًا لفترة قصيرة بعد إزالة الإثارة، والتي أصبحت تسمى "الفوسفورية" أو "الفوسفورية الثلاثية". تتراوح أوقات الاضمحلال النموذجية من بضعة ميكروثانية إلى ثانية واحدة، وهي لا تزال سريعة بما يكفي وفقًا لمعايير العين البشرية ليتم الإشارة إليها بشكل عام على أنها فلورية. تشمل الأمثلة الشائعة مصابيح الفلورسنت والأصباغ العضوية وحتى الفلورسبار. تتراوح المواد الباعثة الأطول، والتي يشار إليها عادةً باسم المواد المتوهجة في الظلام، من ثانية واحدة إلى ساعات عديدة، وقد سميت هذه الآلية بالفوسفورية المستمرة أو التوهج المستمر ، لتمييزها عن الآليتين الأخريين. ^{[11] : 1–25}

تحدث الفلورسنت عندما يسترخي جزيء أو ذرة أو بنية نانوية مثارة إلى حالة طاقة أقل (عادةً الحالة الأساسية ) من خلال انبعاث فوتون دون تغيير في دوران الإلكترون . عندما يكون للحالتين الأولية والنهائية تعدد (دوران) مختلف، تسمى الظاهرة بالفوسفورية . ^[12]

الحالة الأساسية لمعظم الجزيئات هي حالة مفردة ، يشار إليها بـ S _0. والاستثناء الملحوظ هو الأكسجين الجزيئي ، الذي له حالة أساسية ثلاثية . يؤدي امتصاص فوتون الطاقة إلى حالة مثارة بنفس التعدد (الدوران) للحالة الأساسية، وعادةً ما تكون حالة مفردة (S _n مع n > 0). في المحلول، تسترخي الحالات التي تكون n > 1 بسرعة إلى أدنى مستوى اهتزازي للحالة المثارة الأولى (S ₁ ) عن طريق نقل الطاقة إلى جزيئات المذيب من خلال عمليات غير إشعاعية، بما في ذلك التحويل الداخلي متبوعًا بالاسترخاء الاهتزازي، حيث تتبدد الطاقة على شكل حرارة . ^[13] لذلك، يحدث الفلورسنت بشكل أكثر شيوعًا من الحالة المثارة الأولى المفردة، S _1. الفلورسنت هو انبعاث فوتون مصاحب لاسترخاء الحالة المثارة إلى الحالة الأساسية. تكون فوتونات الفلورسنت أقل في الطاقة ( ) مقارنة بطاقة الفوتونات المستخدمة لتوليد الحالة المثارة ( ) ${\displaystyle h\nu _{ex}}$${\displaystyle h\nu _{em}}$${\displaystyle h\nu _{ex}}$

• الإثارة:${\displaystyle \mathrm {S} _{0}+h\nu _{\text{ex}}\to \mathrm {S} _{1}}$
• الفلورسنت (الانبعاث):${\displaystyle \mathrm {S} _{1}\to \mathrm {S} _{0}+h\nu _{\text{em}}}$

في كل حالة تكون طاقة الفوتون متناسبة مع تردده وفقًا لـ ، حيث هو ثابت بلانك . ${\displaystyle E}$ ${\displaystyle \nu }$${\displaystyle E=h\nu }$${\displaystyle h}$

يمكن للحالة المثارة S ₁ أن تسترخي من خلال آليات أخرى لا تتضمن انبعاث الضوء. تتنافس هذه العمليات، التي تسمى العمليات غير الإشعاعية، مع انبعاث الفلورسنت وتقلل من كفاءتها. ^[13] تشمل الأمثلة التحويل الداخلي ، والعبور بين الأنظمة إلى الحالة الثلاثية، ونقل الطاقة إلى جزيء آخر. أحد الأمثلة على نقل الطاقة هو نقل طاقة رنين فورستر . يمكن أن يحدث الاسترخاء من الحالة المثارة أيضًا من خلال الإخماد التصادمي ، وهي عملية يصطدم فيها جزيء (المخمد) بالجزيء الفلوري أثناء فترة حياته المثارة. الأكسجين الجزيئي (O ₂ ) هو مُخمد فلوري فعال للغاية لمجرد حالته الأرضية الثلاثية غير العادية.

يعطي العائد الكمومي للفلورسنت كفاءة عملية الفلورسنت. ويتم تعريفه على أنه نسبة عدد الفوتونات المنبعثة إلى عدد الفوتونات الممتصة. ^{[14] (ص 10) [13]}

${\displaystyle \Phi ={\frac {\text{عدد الفوتونات المنبعثة}}{\text{عدد الفوتونات الممتصة}}}}$

إن أقصى إنتاج كمي ممكن للفلورسنت هو 1.0 (100%)؛ حيث ينتج عن كل فوتون يتم امتصاصه فوتون يتم انبعاثه. ولا تزال المركبات ذات الإنتاج الكمي 0.10 تعتبر فلورية تمامًا. وهناك طريقة أخرى لتحديد الإنتاج الكمي للفلورسنت وهي من خلال معدل اضمحلال الحالة المثارة:

${\displaystyle \Phi ={\frac {{k}_{f}}{\sum _{i}{k}_{i}}}}$

أين هو ثابت معدل الانبعاث التلقائي للإشعاع و ${\displaystyle k_{f}}$

${\displaystyle \sum _{i}{k}_{i}}$

هو مجموع كل معدلات اضمحلال الحالة المثارة. وتنتج معدلات أخرى لاضمحلال الحالة المثارة عن آليات أخرى غير انبعاث الفوتونات، ولذلك يطلق عليها غالبًا "معدلات غير إشعاعية"، والتي يمكن أن تشمل:

• إخماد تصادمي ديناميكي
• تفاعل ثنائي القطب-ثنائي القطب في المجال القريب (أو نقل طاقة الرنين )
• التحويل الداخلي
• عبور بين الأنظمة

وبالتالي، إذا تغير معدل أي مسار، فسوف يتأثر كل من عمر الحالة المثارة والعائد الكمي للفلورسنت.

يتم قياس العائد الكمي للفلورسنت بالمقارنة مع معيار. ^[15] تم اعتبار ملح الكينين كبريتات الكينين في محلول حمض الكبريتيك أكثر معايير الفلورسنت شيوعًا، [ ^16] ومع ذلك، كشفت دراسة حديثة أن العائد الكمي للفلورسنت لهذا المحلول يتأثر بشدة بدرجة الحرارة، ولا ينبغي استخدامه بعد الآن كمحلول قياسي. لا يظهر الكينين في  حمض البيركلوريك 0.1 مول ( Φ = 0.60 ) أي اعتماد على درجة الحرارة حتى 45 درجة مئوية، وبالتالي يمكن اعتباره محلولًا قياسيًا موثوقًا به. ^[17]

يشير عمر الفلورسنت إلى متوسط ​​الوقت الذي تظل فيه الجزيئات في حالتها المثارة قبل انبعاث فوتون. تتبع الفلورسنت عادة حركية من الدرجة الأولى :

${\displaystyle \left[S_{1}\right]=\left[S_{1}\right]_{0}e^{-\Gamma t}}$

حيث هو تركيز جزيئات الحالة المثارة في الوقت ، هو التركيز الأولي و هو معدل الاضمحلال أو معكوس عمر الفلورسنت. هذا مثال على الاضمحلال الأسي . يمكن للعمليات الإشعاعية وغير الإشعاعية المختلفة أن تقلل من عدد جزيئات الحالة المثارة. في هذه الحالة، يكون معدل الاضمحلال الإجمالي هو المجموع على جميع المعدلات: ${\displaystyle \left[S_{1}\right]}$${\displaystyle t}$${\displaystyle \left[S_{1}\right]_{0}}$${\displaystyle \جاما }$

${\displaystyle \Gamma _{tot}=\Gamma _{rad}+\Gamma _{nrad}}$

حيث هو معدل الاضمحلال الكلي ومعدل الاضمحلال الإشعاعي ومعدل الاضمحلال غير الإشعاعي. وهو مشابه لتفاعل كيميائي من الدرجة الأولى حيث يكون ثابت المعدل من الدرجة الأولى هو مجموع كل المعدلات (نموذج حركي موازٍ). إذا كان معدل الانبعاث التلقائي أو أي من المعدلات الأخرى سريعًا، فإن العمر يكون قصيرًا. بالنسبة للمركبات الفلورية المستخدمة بشكل شائع، فإن أوقات اضمحلال الحالة المثارة النموذجية لانبعاثات الفوتونات ذات الطاقات من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة تتراوح بين 0.5 إلى 20 نانوثانية . يعد عمر الفلورسنت معلمة مهمة للتطبيقات العملية للفلورسنت مثل نقل طاقة الرنين الفلوري وتصوير المجهر الضوئي لعمر الفلورسنت . ${\displaystyle \Gamma _{tot}}$${\displaystyle \Gamma _{rad}}$${\displaystyle \Gamma _{nrad}}$

يصف مخطط جابلونسكي معظم آليات الاسترخاء لجزيئات الحالة المثارة. يوضح المخطط المجاور كيف يحدث الفلورسنت بسبب استرخاء بعض الإلكترونات المثارة في الجزيء. ^[18]

من المرجح أن يتم إثارة الفلوروفور بواسطة الفوتونات إذا كانت لحظة انتقال الفلوروفور موازية للمتجه الكهربائي للفوتون. ^{[14] (ص 12-13)} تعتمد استقطاب الضوء المنبعث أيضًا على لحظة الانتقال. تعتمد لحظة الانتقال على التوجه الفيزيائي لجزيء الفلوروفور. بالنسبة للفلوروفور في المحلول، تعتمد شدة واستقطاب الضوء المنبعث على الانتشار الدوراني. لذلك، يمكن استخدام قياسات التباين للتحقيق في مدى حرية تحرك الجزيء الفلوري في بيئة معينة.

يمكن تعريف تباين الفلورسنت كميًا على أنه

${\displaystyle r={I_{\parallel }-I_{\perp } \over I_{\parallel }+2I_{\perp }}}$

حيث تكون شدة الانبعاث موازية لاستقطاب ضوء الإثارة وتكون شدة الانبعاث عمودية على استقطاب ضوء الإثارة. ^[13]${\displaystyle I_{\parallel }}$${\displaystyle I_{\perp }}$

إن التباين لا يعتمد على شدة الضوء الممتص أو المنبعث، فهو خاصية الضوء، وبالتالي فإن التبييض الضوئي للصبغة لن يؤثر على قيمة التباين طالما يمكن اكتشاف الإشارة.

غالبًا ما يكون للأصباغ شديدة الفلورسنت مظهر غير عادي يُوصَف غالبًا بالعامية بأنه "لون نيون" (كان يُطلَق عليه في الأصل "لون النهار" في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات). أطلق هيرمان فون هيلمهولتز على هذه الظاهرة اسم "فاربنجلوت" وأطلق عليها رالف م. إيفانز اسم "الفلورسنت". يُعتقد عمومًا أنها مرتبطة بالسطوع العالي للون نسبة إلى ما قد يكون عليه كمكون للون الأبيض. يحول الفلورسنت الطاقة في الإضاءة الساقطة من أطوال موجية أقصر إلى أطوال موجية أطول (مثل الأزرق إلى الأصفر) وبالتالي يمكن أن يجعل اللون الفلوري يبدو أكثر سطوعًا (أكثر تشبعًا) مما قد يكون عليه من خلال الانعكاس وحده. ^[19]

هناك العديد من القواعد العامة التي تتعامل مع الفلورسنت. ولكل من القواعد التالية استثناءات ولكنها تشكل إرشادات مفيدة لفهم الفلورسنت (لا تنطبق هذه القواعد بالضرورة على امتصاص فوتونين ).

تنص قاعدة كاشا على أن التألق (الفلورسنت أو الفسفورية) لجزيء ما سوف ينبعث فقط من أدنى حالة مثارة من تعددها المعطى. ^[20] تنص قاعدة فافيلوف (امتداد منطقي لقاعدة كاشا يسمى بالتالي قاعدة كاشا- فافيلوف) على أن العائد الكمي للتألق مستقل عن طول موجة الإشعاع المثير ويتناسب مع امتصاص طول الموجة المثار. ^[21] لا تنطبق قاعدة كاشا دائمًا وتنتهكها الجزيئات البسيطة، مثل الأزولين. ^[22] سيكون البيان الأكثر موثوقية إلى حد ما، على الرغم من وجود استثناءات، هو أن طيف الفلورسنت يُظهر اعتمادًا ضئيلًا جدًا على طول موجة الإشعاع المثير. ^[23]

بالنسبة للعديد من الفلوروفورات، فإن طيف الامتصاص هو صورة معكوسة لطيف الانبعاث. ^{[14] (ص 6-8)} وهذا ما يُعرف بقاعدة صورة المرآة ويرتبط بمبدأ فرانك-كوندون الذي ينص على أن التحولات الإلكترونية تكون رأسية، أي تغيرات الطاقة دون تغيير المسافة كما يمكن تمثيلها بخط رأسي في مخطط جابلونسكي. وهذا يعني أن النواة لا تتحرك وأن مستويات اهتزاز الحالة المثارة تشبه مستويات اهتزاز الحالة الأساسية.

بشكل عام، يكون للضوء الفلوري المنبعث طول موجي أطول وطاقة أقل من الضوء الممتص. ^{[14] (ص 6-7)} هذه الظاهرة، المعروفة باسم تحول ستوكس ، ترجع إلى فقدان الطاقة بين الوقت الذي يتم فيه امتصاص الفوتون ووقت انبعاث فوتون جديد. يمكن أن تكون أسباب وحجم تحول ستوكس معقدة وتعتمد على الفلوروفور وبيئته. ومع ذلك، هناك بعض الأسباب الشائعة. غالبًا ما يكون ذلك بسبب الاضمحلال غير الإشعاعي إلى أدنى مستوى طاقة اهتزازية للحالة المثارة. عامل آخر هو أن انبعاث الفلوروفور غالبًا ما يترك الفلوروفور في مستوى اهتزازي أعلى من الحالة الأساسية.

هناك العديد من المركبات الطبيعية التي تظهر الفلورسنت، ولها عدد من التطبيقات. بعض الحيوانات التي تعيش في أعماق البحار، مثل سمكة العين الخضراء ، لها هياكل فلورية.

الفلورسنت هو ظاهرة امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي ، عادة من الأشعة فوق البنفسجية أو الضوء المرئي ، بواسطة جزيء والانبعاث اللاحق لفوتون ذي طاقة أقل (تردد أصغر، طول موجي أطول). يتسبب هذا في أن يكون الضوء المنبعث بلون مختلف عن الضوء الممتص. يثير الضوء المحفز الإلكترون إلى حالة مثارة. عندما يعود الجزيء إلى الحالة الأساسية، فإنه يطلق فوتونًا، وهو الانبعاث الفلوري. عمر الحالة المثارة قصير، لذلك لا يمكن ملاحظة انبعاث الضوء إلا عندما يكون الضوء الممتص قيد التشغيل. يمكن أن يكون الفلورسنت بأي طول موجي ولكنه غالبًا ما يكون أكثر أهمية عندما تكون الفوتونات المنبعثة في الطيف المرئي. عندما يحدث في كائن حي، يطلق عليه أحيانًا اسم الفلورسنت الحيوي. لا ينبغي الخلط بين الفلورسنت والتلألؤ الحيوي والفوسفور الحيوي. ^[24] الضفادع اليقطينية التي تعيش في الغابات الأطلسية البرازيلية فلورية. ^[25]

تختلف التلألؤ الحيوي عن الفلورسنت في أنه الإنتاج الطبيعي للضوء من خلال التفاعلات الكيميائية داخل الكائن الحي، في حين أن الفلورسنت هو امتصاص وإعادة إطلاق الضوء من البيئة. ^[24] اليراعات والأسماك الصيادة هي مثالان للكائنات الحية المضيئة حيويًا. ^[26] ولإضافة المزيد من الارتباك المحتمل، فإن بعض الكائنات الحية مضيئة حيويًا وفلورسنتًا في نفس الوقت، مثل زهرة البنفسج البحرية Renilla reniformis ، حيث تعمل الفلورسنت الحيوي كمصدر للضوء للفلورسنت. ^[27]

إن الفسفورية تشبه الفلورسنت في متطلباتها لأطوال موجات الضوء كمصدر لطاقة الإثارة. يكمن الاختلاف هنا في الاستقرار النسبي للإلكترون المنشط. على عكس الفلورسنت، في الفسفورية يحتفظ الإلكترون بالاستقرار، وينبعث منه ضوء يستمر في "التوهج في الظلام" حتى بعد إزالة مصدر الضوء المحفز. ^[24] على سبيل المثال، الملصقات المتوهجة في الظلام فسفورية، ولكن لا توجد حيوانات فسفورية حيوية معروفة حقًا. ^[28]

تسمى الخلايا الصبغية التي تظهر الفلورسنت بالكروماتوفورات الفلورية، وتعمل جسديًا بشكل مشابه للكروماتوفورات العادية . هذه الخلايا شجيرية، وتحتوي على أصباغ تسمى الفلوروسومات. تحتوي هذه الصبغات على بروتينات فلورية يتم تنشيطها بواسطة أيونات البوتاسيوم (K+)، وحركتها وتجمعها وتشتتها داخل الكروماتوفور الفلوري هي التي تسبب أنماط الفلورسنت الموجهة. ^{[29] [30]} يتم تغذية الخلايا الفلورية بنفس الطريقة التي يتم بها تغذية الخلايا الصبغية الأخرى، مثل الخلايا الصبغية التي تحتوي على الميلانين . يتم التحكم في أنماط الفلورسنت والإشارات قصيرة المدى بواسطة الجهاز العصبي. ^[29] يمكن العثور على الكروماتوفورات الفلورية في الجلد (على سبيل المثال في الأسماك) أسفل البشرة مباشرة، من بين الكروماتوفورات الأخرى.

تستجيب الخلايا الفلورية البشروية في الأسماك أيضًا للمحفزات الهرمونية عن طريق هرموني α–MSH وMCH بنفس الطريقة التي تستجيب بها الخلايا الصبغية. يشير هذا إلى أن الخلايا الفلورية قد يكون لها تغيرات في اللون طوال اليوم تتزامن مع إيقاعها اليومي . ^[31] قد تكون الأسماك أيضًا حساسة لاستجابات الإجهاد الناجمة عن الكورتيزول للمحفزات البيئية، مثل التفاعل مع حيوان مفترس أو المشاركة في طقوس التزاوج. ^[29]

إن حدوث الفلورسنت عبر شجرة الحياة منتشر على نطاق واسع، وقد تمت دراسته على نطاق واسع في اللاسعات والأسماك. ويبدو أن الظاهرة تطورت عدة مرات في العديد من الأصناف مثل الثعابين البحرية، والأسماك القوبيونية، والأسماك رباعية الأسنان، إلى جانب الأصناف الأخرى التي تمت مناقشتها لاحقًا في المقال. إن الفلورسنت متغير للغاية من حيث النمط الجيني والنمط الظاهري حتى داخل النظم البيئية، فيما يتعلق بأطوال الموجات المنبعثة، والأنماط المعروضة، وشدة الفلورسنت. بشكل عام، تُظهر الأنواع التي تعتمد على التمويه أكبر تنوع في الفلورسنت، ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن التمويه قد يكون أحد استخدامات الفلورسنت. ^[32]

يشتبه بعض العلماء في أن البروتينات الفلوريدية الخضراء والبروتينات الشبيهة بها بدأت كمتبرعين للإلكترونات يتم تنشيطهم بالضوء. ثم تم استخدام هذه الإلكترونات في التفاعلات التي تتطلب طاقة الضوء. يُعتقد أن وظائف البروتينات الفلورية، مثل الحماية من الشمس، وتحويل الضوء إلى أطوال موجية مختلفة، أو للإشارة، تطورت بشكل ثانوي. ^[33]

حاليًا، لا يُعرف سوى القليل نسبيًا عن الأهمية الوظيفية للفلورسنت والبروتينات الفلورية. ^[33] ومع ذلك، يُشتبه في أن الفلورسنت قد يؤدي وظائف مهمة في الإشارات والتواصل، والتزاوج ، والإغراءات، والتمويه ، والحماية من الأشعة فوق البنفسجية ومضادات الأكسدة، والتأقلم الضوئي، وتنظيم الدياتومات ، وصحة المرجان. ^[34]

يمتص الماء الضوء ذو الأطوال الموجية الطويلة، لذا ينعكس ضوء أقل من هذه الأطوال الموجية ليصل إلى العين. لذلك، تبدو الألوان الدافئة من طيف الضوء المرئي أقل حيوية عند زيادة الأعماق. ينثر الماء الضوء ذو الأطوال الموجية الأقصر فوق البنفسجي، مما يعني أن الألوان الباردة تهيمن على المجال البصري في المنطقة الضوئية . تنخفض شدة الضوء بمقدار 10 أضعاف مع كل 75 مترًا من العمق، لذا عند أعماق 75 مترًا، تكون شدة الضوء 10% من شدة الضوء على السطح، وتكون 1% فقط عند 150 مترًا من شدة الضوء على السطح. نظرًا لأن الماء يصفي الأطوال الموجية وشدتها للمياه التي تصل إلى أعماق معينة، فإن البروتينات المختلفة، بسبب الأطوال الموجية وشدات الضوء التي يمكنها امتصاصها، تكون أكثر ملاءمة لأعماق مختلفة. من الناحية النظرية، يمكن لبعض عيون الأسماك اكتشاف الضوء على عمق يصل إلى 1000 متر. عند هذه الأعماق من المنطقة اللاضوئية، تكون مصادر الضوء الوحيدة هي الكائنات الحية نفسها، التي تنبعث منها الضوء من خلال التفاعلات الكيميائية في عملية تسمى التلألؤ الحيوي.

يتم تعريف الفلورسنت ببساطة على أنه امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي عند طول موجي واحد وإعادة انبعاثه عند طول موجي آخر أقل طاقة. ^[32] وبالتالي فإن أي نوع من الفلورسنت يعتمد على وجود مصادر خارجية للضوء. توجد الفلورسنت الوظيفية بيولوجيًا في المنطقة الضوئية، حيث لا يوجد ضوء كافٍ لإحداث الفلورسنت فحسب، بل يوجد ضوء كافٍ أيضًا لكي تتمكن الكائنات الحية الأخرى من اكتشافه. ^[35] المجال البصري في المنطقة الضوئية أزرق بشكل طبيعي، لذلك يمكن اكتشاف ألوان الفلورسنت على أنها أحمر ساطع وبرتقالي وأصفر وأخضر. الأخضر هو اللون الأكثر شيوعًا في الطيف البحري، والأصفر هو الثاني، والبرتقالي هو الثالث، والأحمر هو الأندر. يمكن أن يحدث الفلورسنت في الكائنات الحية في المنطقة اللاضوئية كمنتج ثانوي للتألق الحيوي لنفس الكائن الحي. بعض الفلورسنت في المنطقة اللاضوئية هو مجرد منتج ثانوي للكيمياء الحيوية لأنسجة الكائن الحي وليس له غرض وظيفي. ومع ذلك، فإن بعض حالات الأهمية الوظيفية والتكيفية للفلورسنت في المنطقة الخالية من الضوء في أعماق المحيط تشكل مجالًا نشطًا للبحث. ^[36]

تتمتع الأسماك العظمية التي تعيش في المياه الضحلة عمومًا برؤية جيدة للألوان بسبب عيشها في بيئة ملونة. وبالتالي، في أسماك المياه الضحلة، من المرجح أن تعمل الفلورسنت الأحمر والبرتقالي والأخضر كوسيلة للتواصل مع أفراد نفس النوع ، خاصة بالنظر إلى التباين الظاهري الكبير للظاهرة. ^[32]

تمتلك العديد من الأسماك التي تظهر الفلورسنت، مثل أسماك القرش ، والأسماك السحلية ، والأسماك العقربية ، والأسماك المفلطحة ، أيضًا مرشحات صفراء داخل العين. ^[37] تعمل المرشحات الصفراء داخل العين في عدسات وقرنية بعض الأسماك كمرشحات طويلة المدى. تمكن هذه المرشحات الأنواع من تصور الفلورسنت واستغلاله المحتمل، من أجل تعزيز التباين البصري والأنماط التي لا تراها الأسماك الأخرى والحيوانات المفترسة التي تفتقر إلى هذا التخصص البصري. ^[32] الأسماك التي تمتلك المرشحات الصفراء داخل العين اللازمة لتصور الفلورسنت تستغل إشارة ضوئية من أعضائها. كان النمط الفلوري بارزًا بشكل خاص في الأسماك ذات الأنماط الغامضة التي تمتلك تمويهًا معقدًا. تمتلك العديد من هذه الأنساب أيضًا مرشحات صفراء طويلة المدى داخل العين يمكنها تمكين تصور مثل هذه الأنماط. ^[37]

استخدام تكيفي آخر للفلورسنت هو توليد ضوء برتقالي وأحمر من الضوء الأزرق المحيط بالمنطقة الضوئية للمساعدة في الرؤية. لا يمكن رؤية الضوء الأحمر إلا عبر مسافات قصيرة بسبب إضعاف أطوال موجات الضوء الأحمر بواسطة الماء. ^[38] العديد من أنواع الأسماك التي تتألق هي أسماك صغيرة أو تعيش في مجموعات أو قاعية / عديمة الضوء ولها أنماط واضحة. يحدث هذا النمط بسبب الأنسجة الفلورية ويمكن رؤيته لأعضاء آخرين من النوع، ومع ذلك فإن النمط غير مرئي في الأطياف البصرية الأخرى. تتزامن هذه الأنماط الفلورية داخل النوع أيضًا مع الإشارات داخل النوع. الأنماط الموجودة في الحلقات العينية للإشارة إلى اتجاه نظرة الفرد، وعلى طول الزعانف للإشارة إلى اتجاه حركة الفرد. ^[38] يشتبه البحث الحالي في أن هذا الفلورسنت الأحمر يستخدم للتواصل الخاص بين أعضاء نفس النوع. ^{[29] [32] [38]} نظرًا لظهور الضوء الأزرق في أعماق المحيط، فإن الضوء الأحمر والضوء ذو الأطوال الموجية الأطول يكونان مشوشين، والعديد من أسماك الشعاب المرجانية المفترسة لديها حساسية قليلة أو معدومة للضوء عند هذه الأطوال الموجية. الأسماك مثل سمكة الراس الخيالية التي طورت حساسية بصرية للأطوال الموجية الأطول قادرة على عرض إشارات فلورية حمراء تعطي تباينًا كبيرًا للبيئة الزرقاء وتكون واضحة لأفراد نفس النوع في نطاقات قصيرة، ولكنها غير مرئية نسبيًا للأسماك الشائعة الأخرى التي لديها حساسية منخفضة للأطوال الموجية الطويلة. وبالتالي، يمكن استخدام الفلورسنت كإشارات تكيفية واتصال داخل الأنواع في أسماك الشعاب المرجانية. ^{[38] [39]}

بالإضافة إلى ذلك، يقترح استخدام الأنسجة الفلورية المحيطة بعيون الكائن الحي لتحويل الضوء الأزرق من المنطقة الضوئية أو التلألؤ الحيوي الأخضر في المنطقة اللاضوئية إلى ضوء أحمر للمساعدة في الرؤية. ^[38]

تم وصف فلوروفور جديد في نوعين من أسماك القرش، حيث كان ذلك بسبب مجموعة غير موصوفة من نواتج أيضية صغيرة من التريبتوفان-الكينورينين المبرومة. ^[40]

تخدم الفلورسنت مجموعة واسعة من الوظائف في المرجان. قد تساهم البروتينات الفلورية في المرجان في عملية التمثيل الضوئي عن طريق تحويل أطوال موجية من الضوء غير قابلة للاستخدام إلى أطوال موجية تستطيع الطحالب التكافلية في المرجان إجراء عملية التمثيل الضوئي من خلالها . ^[41] كما قد تتقلب البروتينات في العدد مع توفر قدر أكبر أو أقل من الضوء كوسيلة للتأقلم الضوئي. ^[42] وبالمثل، قد تمتلك هذه البروتينات الفلورية قدرات مضادة للأكسدة للقضاء على الجذور الحرة للأكسجين التي تنتجها عملية التمثيل الضوئي. ^[43] أخيرًا، من خلال تعديل عملية التمثيل الضوئي، قد تعمل البروتينات الفلورية أيضًا كوسيلة لتنظيم نشاط الطحالب المتعايشة مع المرجان والتي تقوم بعملية التمثيل الضوئي. ^[44]

Alloteuthis subulata و Loligo vulgaris ، نوعان من الحبار الشفاف تقريبًا، لهما بقع فلورية فوق أعينهما. تعكس هذه البقع الضوء الساقط، والذي قد يعمل كوسيلة للتمويه، ولكن أيضًا للإشارة إلى الحبار الآخر لأغراض التكاثر. ^[45]

هناك مثال آخر تمت دراسته جيدًا للفلورسنت في المحيط وهو قنديل البحر Aequorea victoria . يعيش هذا القنديل في المنطقة الضوئية قبالة الساحل الغربي لأمريكا الشمالية وقد تم تحديده كحامل للبروتين الفلوري الأخضر (GFP) بواسطة Osamu Shimomura . تم عزل الجين الخاص بهذه البروتينات الفلورية الخضراء وهو ذو أهمية علمية لأنه يستخدم على نطاق واسع في الدراسات الجينية للإشارة إلى التعبير عن جينات أخرى. ^[46]

العديد من أنواع روبيان السرعوف ، وهي قشريات من فصيلة ستوماتوبود ، بما في ذلك ليسيوسكويلينا جلابرييوسكولا ، لها علامات فلورية صفراء على طول قشور قرون الاستشعار والدرع (الصدفة) التي يظهرها الذكور أثناء عروض التهديد للحيوانات المفترسة والذكور الأخرى. يتضمن العرض رفع الرأس والصدر، ونشر الزوائد اللافتة للنظر والفك العلوي الأخرى، وتمديد قشور قرون الاستشعار البيضاوية البارزة جانبيًا، مما يجعل الحيوان يبدو أكبر ويبرز علاماته الفلورية الصفراء. علاوة على ذلك، مع زيادة العمق، تشكل فلورية روبيان السرعوف جزءًا أكبر من الضوء المرئي المتاح. أثناء طقوس التزاوج، يتألق روبيان السرعوف بنشاط، ويتطابق طول موجة هذه الفلورية مع الأطوال الموجية التي تكتشفها أصباغ أعينهم. ^[47]

السيفونوفوري هي رتبة من الحيوانات البحرية من شعبة الهيدروزوا تتكون من حيوان متوسطي متخصص وحيوان بوليبي . بعض السيفونوفوري، بما في ذلك جنس إيرينا التي تعيش في المنطقة اللامائية بين أعماق 1600 متر و2300 متر، تظهر فلورسنت أصفر إلى أحمر في الحويصلات الضوئية لمخيطها الشبيه بالمخالب . يحدث هذا الفلورسنت كمنتج ثانوي للتألق الحيوي من نفس الحويصلات الضوئية. تعرض السيفونوفوري الفلورسنت في نمط نقري يستخدم كطُعم لجذب الفريسة. ^[48]

تستخدم سمكة التنين المفترسة Malacosteus niger التي تعيش في أعماق البحار ، والجنس Aristostomias والنوع Pachystomias microdon ذات الصلة الوثيقة ، أصباغًا حمراء فلورية إضافية لتحويل الضوء الأزرق المنبعث من التلألؤ الحيوي الخاص بها إلى ضوء أحمر من الفوتوفورات شبه المدارية . هذا التلألؤ الأحمر غير مرئي للحيوانات الأخرى، مما يسمح لأسماك التنين هذه بالحصول على ضوء إضافي في أعماق المحيط المظلمة دون جذب الحيوانات المفترسة أو إرسال إشارات إليها. ^[49]

تنتشر ظاهرة الفلورسنت على نطاق واسع بين البرمائيات وقد تم توثيقها في العديد من عائلات الضفادع والسلمندر والضفادع السيسيلية ، ولكن مدى انتشارها يختلف بشكل كبير. [ ^50]

تم اكتشاف ضفدع الشجر المنقط ( Hypsiboas punctatus )، الموجود على نطاق واسع في أمريكا الجنوبية، عن غير قصد على أنه أول برمائي فلوري في عام 2017. تم تتبع الفلورسنت إلى مركب جديد موجود في الغدد الليمفاوية والجلدية. ^[51] المركب الفلوري الرئيسي هو Hyloin-L1 ويعطي توهجًا أزرق مخضر عند تعرضه للضوء البنفسجي أو فوق البنفسجي . اقترح العلماء وراء الاكتشاف أنه يمكن استخدام الفلورسنت للتواصل. وتكهنوا بأن الفلورسنت ربما يكون منتشرًا نسبيًا بين الضفادع. ^{[52] بعد بضعة أشهر فقط، تم اكتشاف الفلورسنت في} Hypsiboas atlanticus وثيق الصلة . نظرًا لأنه مرتبط بإفرازات الغدد الجلدية، فيمكنها أيضًا ترك علامات فلورية على الأسطح التي كانت فيها. ^[53]

في عام 2019، تم العثور على ضفدعين آخرين، ضفدع اليقطين الصغير ( Brachycephalus ephippium ) وضفدع اليقطين الأحمر ( B. pitanga ) في جنوب شرق البرازيل، لهما هياكل عظمية متوهجة بشكل طبيعي، والتي يمكن رؤيتها من خلال جلدهما عند تعرضهما للأشعة فوق البنفسجية. ^{[54] [55]} تم التكهن في البداية بأن الفلورسنت يكمل ألوانهما التحذيرية بالفعل (فهي سامة) أو أنه مرتبط باختيار الشريك ( التعرف على الأنواع أو تحديد مدى ملاءمة الشريك المحتمل)، ^[54] لكن الدراسات اللاحقة تشير إلى أن التفسير السابق غير مرجح، حيث يبدو أن محاولات الافتراس على الضفادع الصغيرة لا تتأثر بوجود/غياب الفلورسنت. ^[56]

في عام 2020 تم التأكيد على أن الفلورسنت الأخضر أو ​​الأصفر منتشر على نطاق واسع ليس فقط في الضفادع البالغة المعرضة للضوء الأزرق أو فوق البنفسجي، ولكن أيضًا بين الضفادع الصغيرة والسلمندر والضفادع السيسيلية. يختلف المدى بشكل كبير حسب الأنواع؛ ففي بعضها يكون مميزًا للغاية وفي البعض الآخر يكون بالكاد ملحوظًا. يمكن أن يعتمد على تصبغ الجلد أو المخاط أو العظام. ^[50]

تمتلك فراشات ذيل السنونو ( بابيليو ) أنظمة معقدة لإصدار الضوء الفلوري. تحتوي أجنحتها على بلورات مشبعة بالصبغة توفر ضوءًا فلوريًا موجهًا. تعمل هذه البلورات على إنتاج الضوء الفلوري بشكل أفضل عندما تمتص الإشعاع من الضوء الأزرق السماوي (طول الموجة حوالي 420 نانومتر). تتوافق أطوال الموجات للضوء التي تراها الفراشات بشكل أفضل مع امتصاص البلورات في أجنحة الفراشة. من المحتمل أن يعمل هذا على تعزيز القدرة على الإشارة. ^[57]

تمتلك الببغاوات ريشًا فلوريًا يمكن استخدامه في إشارات التزاوج. وجدت دراسة باستخدام تجارب اختيار الشريك على طيور البادجي ( Melopsittacus undulates ) دعمًا مقنعًا للإشارات الجنسية الفلورية، حيث فضل كل من الذكور والإناث بشكل كبير الطيور ذات التحفيز التجريبي الفلوري. تشير هذه الدراسة إلى أن الريش الفلوري للببغاوات ليس مجرد منتج ثانوي للتصبغ ، بل هو بدلاً من ذلك إشارة جنسية متكيفة. بالنظر إلى تعقيدات المسارات التي تنتج الصبغات الفلورية، فقد تكون هناك تكاليف كبيرة متضمنة. لذلك، قد تكون الأفراد الذين يظهرون فلورسنتًا قويًا مؤشرات صادقة على جودة فردية عالية، حيث يمكنهم التعامل مع التكاليف المرتبطة بذلك. ^[58]

تتألق العناكب تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية وتمتلك تنوعًا هائلاً من الفلوروفور. لاحظ أندروز وريد وماستا أن العناكب هي المجموعة الوحيدة المعروفة التي يكون فيها الفلورسنت "واسع الانتشار تصنيفيًا، ومُعبرًا عنه بشكل متغير، ومتقلبًا من الناحية التطورية، وربما يخضع للاختيار وربما يكون ذا أهمية بيئية للإشارات داخل الأنواع وبين الأنواع". ^[59] أظهروا أن الفلورسنت تطور عدة مرات عبر أصناف العناكب، مع تطور الفلوروفور الجديد أثناء تنوع العناكب.

في بعض العناكب، تكون الإشارات فوق البنفسجية مهمة للتفاعلات بين المفترس والفريسة، والتواصل بين الأنواع، ومطابقة التمويه بالزهور الفلورية. قد تؤدي السياقات البيئية المختلفة إلى تثبيط أو تعزيز التعبير الفلوري، اعتمادًا على ما إذا كان الفلورسنت يساعد العناكب على أن تكون غامضة أو يجعلها أكثر وضوحًا للحيوانات المفترسة. لذلك، قد يكون الانتقاء الطبيعي يعمل على التعبير عن الفلورسنت عبر أنواع العناكب. ^[59]

العقارب أيضًا متوهجة، وذلك بسبب وجود بيتا كاربولين في بشرتها. ^[60]

في عام 2020 تم الإبلاغ عن الفلورسنت للعديد من عينات خلد الماء . ^[61]

تتميز العديد من النباتات بأنها فلورية بسبب وجود الكلوروفيل ، وهو على الأرجح الجزيء الفلوري الأكثر انتشارًا، حيث ينتج انبعاثًا أحمر اللون تحت نطاق من أطوال الموجات المثيرة. ^[62] تُستخدم هذه الخاصية من الكلوروفيل عادةً من قبل علماء البيئة لقياس كفاءة التمثيل الضوئي. ^[63]

تحتوي زهرة ميرابيليس جالابا على بيتا سيانين فلوري بنفسجي وبيتاكسانثين فلوري أصفر. تحت الضوء الأبيض، تظهر أجزاء الزهرة التي تحتوي فقط على بيتاكسانثين باللون الأصفر، ولكن في المناطق التي يوجد بها كل من البيتاكسانثين والبيتاكسانثين، يتلاشى الفلورسنت المرئي للزهرة بسبب آليات تصفية الضوء الداخلية. تم اقتراح أن الفلورسنت يلعب دورًا في جذب الملقحات ، ومع ذلك، وجد لاحقًا أن الإشارة البصرية عن طريق الفلورسنت لا تذكر مقارنة بالإشارة البصرية للضوء المنعكس من الزهرة. ^[64]

بالإضافة إلى الفلورسبار المسمى باسمه ، ^[65] قد يكون للعديد من الأحجار الكريمة والمعادن فلورسنت مميز أو قد تتألق بشكل مختلف تحت الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة القصيرة، أو الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة الطويلة، أو الضوء المرئي، أو الأشعة السينية .

تتألق العديد من أنواع الكالسيت والعنبر تحت الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجات القصيرة والطويلة والضوء المرئي. تظهر الياقوت والزمرد والماس فلورسنت أحمر تحت الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجات الطويلة والضوء الأزرق وأحيانًا الضوء الأخضر؛ كما ينبعث من الماس الضوء تحت إشعاع الأشعة السينية .

تنتج الفلورسنت في المعادن عن مجموعة واسعة من المنشطات . في بعض الحالات، يجب تقييد تركيز المنشط إلى أقل من مستوى معين، لمنع إخماد انبعاث الفلورسنت. علاوة على ذلك، يجب أن يكون المعدن خاليًا من الشوائب مثل الحديد أو النحاس ، لمنع إخماد الفلورسنت المحتمل. المنغنيز ثنائي التكافؤ ، بتركيزات تصل إلى عدة في المائة، مسؤول عن الفلورسنت الأحمر أو البرتقالي للكالسيت ، والفلورسنت الأخضر للويلميت ، والفلورسنت الأصفر للإسبيريت ، والفلورسنت البرتقالي للولاستونيت والكلينوهدريت . اليورانيوم سداسي التكافؤ ، في شكل كاتيون اليورانيل ( UO2)²⁺
₂)، يتألق في جميع التركيزات باللون الأخضر المصفر، وهو سبب تألق المعادن مثل الأوتونيت أو الأندرسونيت ، وبتركيز منخفض، هو سبب تألق مواد مثل بعض عينات أوبال الهياليت . الكروم الثلاثي التكافؤ بتركيز منخفض هو مصدر التألق الأحمر للياقوت . اليوروبيوم ثنائي التكافؤ هو مصدر التألق الأزرق، عندما يُرى في معدن الفلوريت . اللانثانيدات الثلاثية التكافؤ مثل التربيوم والديسبروسيوم هي المنشطات الرئيسية للتألق الأصفر الكريمي الذي يُظهره تنوع الإيتروفلوريت من معدن الفلوريت، وتساهم في التألق البرتقالي للزركون . يتألق باولليت (موليبدات الكالسيوم) والشيلت (تنجستات الكالسيوم) جوهريًا باللون الأصفر والأزرق على التوالي. عندما يتواجدان معًا في محلول صلب ، تنتقل الطاقة من التنغستن عالي الطاقة إلى الموليبدينوم منخفض الطاقة ، بحيث تكون المستويات المنخفضة نسبيًا من الموليبدينوم كافية للتسبب في انبعاث أصفر للشيليت ، بدلاً من الأزرق. يتألق الإسفاليريت منخفض الحديد (كبريتيد الزنك) ويتفسفر بمجموعة من الألوان، متأثرًا بوجود شوائب أثرية مختلفة.

يتألق النفط الخام ( البترول ) بمجموعة من الألوان، من البني الباهت للزيوت الثقيلة والقطران إلى الأصفر الساطع والأبيض المزرق للزيوت الخفيفة جدًا والمكثفات. تُستخدم هذه الظاهرة في حفر استكشاف النفط لتحديد كميات صغيرة جدًا من النفط في قصاصات الحفر وعينات اللب.

يمكن أيضًا أن تتألق الأحماض الهيوميكية والأحماض الفولفيكية الناتجة عن تحلل المواد العضوية في التربة ( الدبال ) بسبب وجود دورات عطرية في هياكلها الجزيئية المعقدة . ^[66] يمكن الكشف عن المواد الهيوميكية المذابة في المياه الجوفية ووصفها باستخدام قياس الطيف الفلوري . ^{[67] [68] [69]}

المحاليل العضوية (القائمة على الكربون) مثل الأنثراسين أو الستيلبين ، المذابة في البنزين أو التولوين ، تتألق عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية أو أشعة جاما . تبلغ أوقات اضمحلال هذه الفلورية حوالي النانو ثانية، حيث تعتمد مدة الضوء على عمر الحالات المثارة للمادة الفلورية، في هذه الحالة الأنثراسين أو الستيلبين. ^[71]

الوميض هو وميض ضوئي ينتج في مادة شفافة عند مرور جسيم (إلكترون، جسيم ألفا، أيون، أو فوتون عالي الطاقة). يستخدم ستيلبين ومشتقاته في عدادات الوميض للكشف عن مثل هذه الجسيمات. كما يعد ستيلبين أحد أوساط الكسب المستخدمة في ليزر الصبغ .

يمكن ملاحظة الفلورسنت في الغلاف الجوي عندما يتعرض الهواء لقصف إلكتروني نشط. في حالات مثل الشفق القطبي الطبيعي ، والانفجارات النووية على ارتفاعات عالية، وتجارب مدفع الإلكترونات المحمولة بالصواريخ، فإن الجزيئات والأيونات المتكونة لها استجابة فلورية للضوء. ^[72]

• فيتامين ب2 يتوهج باللون الأصفر.
• يتوهج الماء المنشط باللون الأزرق بسبب وجود الكينين .
• غالبًا ما يكون حبر التمييز فلوريًا بسبب وجود مادة البيرانين .
• غالبًا ما تحتوي الأوراق النقدية والطوابع البريدية وبطاقات الائتمان على ميزات أمان فلورية.

في أغسطس 2020، أبلغ الباحثون عن إنشاء ألمع المواد البصرية الصلبة الفلورية حتى الآن من خلال تمكين نقل خصائص الأصباغ شديدة الفلورسنت عبر العزل المكاني والإلكتروني للأصباغ عن طريق خلط الأصباغ الكاتيونية مع حلقات السيانوستار الكبيرة المرتبطة بالأنيون . وفقًا لمؤلف مشارك، قد يكون لهذه المواد تطبيقات في مجالات مثل حصاد الطاقة الشمسية والتصوير الحيوي والليزر. ^{[73] [74] [75] [76]}

تعتمد مصابيح الفلورسنت الشائعة على الفلورسنت. يوجد داخل الأنبوب الزجاجي فراغ جزئي وكمية صغيرة من الزئبق . يتسبب التفريغ الكهربائي في الأنبوب في انبعاث ذرات الزئبق في الغالب من الضوء فوق البنفسجي. الأنبوب مبطن بطبقة من مادة فلورية تسمى الفوسفور ، والتي تمتص الضوء فوق البنفسجي وتعيد إصدار الضوء المرئي. الإضاءة الفلورية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من عناصر الإضاءة المتوهجة . ومع ذلك، فإن الطيف غير المتساوي لمصابيح الفلورسنت التقليدية قد يتسبب في ظهور ألوان معينة مختلفة عن تلك التي تضاء بالضوء المتوهج أو ضوء النهار . يهيمن على طيف انبعاث بخار الزئبق خط الأشعة فوق البنفسجية قصير الموجة عند 254 نانومتر (الذي يوفر معظم الطاقة للفوسفور)، مصحوبًا بانبعاث الضوء المرئي عند 436 نانومتر (أزرق) و546 نانومتر (أخضر) و579 نانومتر (أصفر برتقالي). يمكن ملاحظة هذه الخطوط الثلاثة متراكبة على الاستمرارية البيضاء باستخدام مطياف يدوي، للضوء المنبعث من الأنابيب الفلورية البيضاء المعتادة. هذه الخطوط المرئية نفسها، مصحوبة بخطوط انبعاث اليوروبيوم الثلاثي التكافؤ والتربيوم الثلاثي التكافؤ، ومصحوبة أيضًا باستمرارية انبعاث اليوروبيوم ثنائي التكافؤ في المنطقة الزرقاء، تشكل انبعاث الضوء الأكثر انقطاعًا لأنظمة الفوسفور ثلاثية الألوان الحديثة المستخدمة في العديد من مصابيح الفلورسنت المدمجة والمصابيح التقليدية حيث يكون تقديم اللون بشكل أفضل هو الهدف. ^[77]

كانت مصابيح الفلورسنت متاحة للجمهور لأول مرة في معرض نيويورك العالمي عام 1939. وكانت التحسينات منذ ذلك الحين تتمثل إلى حد كبير في تحسين الفوسفور، وإطالة العمر، وتفريغ داخلي أكثر اتساقًا، وأشكال أسهل في الاستخدام (مثل مصابيح الفلورسنت المدمجة). تجمع بعض مصابيح التفريغ عالي الكثافة (HID) بين كفاءتها الكهربائية الأكبر وتعزيز الفوسفور لتقديم ألوان أفضل. ^[78]

أصبحت الثنائيات الباعثة للضوء الأبيض (LED) متاحة في منتصف تسعينيات القرن العشرين كمصابيح LED ، حيث يصطدم الضوء الأزرق المنبعث من أشباه الموصلات بالفوسفورات المترسبة على الشريحة الصغيرة. ينتج عن الجمع بين الضوء الأزرق الذي يستمر عبر الفوسفور والفلورسنت الأخضر إلى الأحمر من الفوسفور انبعاث صافٍ للضوء الأبيض. ^[79]

تستخدم العصي المتوهجة أحيانًا مواد فلورية لامتصاص الضوء من التفاعل الكيميائي الضوئي وإصدار ضوء بلون مختلف. ^[77]

تتضمن العديد من الإجراءات التحليلية استخدام مقياس الفلورسنت ، والذي عادةً ما يكون بطول موجي واحد مثير وطول موجي واحد للكشف. ونظرًا للحساسية التي توفرها هذه الطريقة، يمكن قياس تركيزات الجزيئات الفلورية التي تصل إلى جزء واحد لكل تريليون. ^[80]

يمكن الكشف عن الفلورسنت في عدة أطوال موجية بواسطة كاشف صفيف ، للكشف عن المركبات من تدفق HPLC . كما يمكن تصور ألواح TLC إذا كانت المركبات أو كاشف التلوين فلورسنتية. تكون الفلورسنت أكثر فعالية عندما تكون هناك نسبة أكبر من الذرات عند مستويات طاقة أقل في توزيع بولتزمان . هناك، إذن، احتمال أعلى للإثارة وإطلاق الفوتونات بواسطة الذرات ذات الطاقة المنخفضة، مما يجعل التحليل أكثر كفاءة.

عادةً ما يتضمن إعداد اختبار الفلورسنت مصدر ضوء، والذي قد ينبعث منه العديد من الأطوال الموجية المختلفة للضوء. بشكل عام، يلزم طول موجي واحد للتحليل المناسب، لذلك، من أجل ترشيح الضوء بشكل انتقائي، يتم تمريره عبر أحادي اللون المثير، ثم يتم تمرير هذا الطول الموجي المختار عبر خلية العينة. بعد امتصاص وإعادة انبعاث الطاقة، قد تظهر العديد من الأطوال الموجية بسبب تحول ستوكس وانتقالات الإلكترون المختلفة . لفصلها وتحليلها، يتم تمرير الإشعاع الفلوري عبر أحادي اللون الانبعاثي ، ويتم ملاحظته بشكل انتقائي بواسطة كاشف. ^[81]

غالبًا ما تستخدم أشعة الليزر فلورسنت مواد معينة كوسيط نشط لها، مثل التوهج الأحمر الناتج عن الياقوت (ياقوت الكروم)، أو الأشعة تحت الحمراء للياقوت التيتانيوم ، أو النطاق غير المحدود من الألوان التي تنتجها الأصباغ العضوية . تتألق هذه المواد عادةً من خلال عملية تسمى الانبعاث التلقائي ، حيث ينبعث الضوء في جميع الاتجاهات وغالبًا في العديد من الخطوط الطيفية المنفصلة في وقت واحد. في العديد من أشعة الليزر، يتم "ضخ" الوسط الفلوري عن طريق تعريضه لمصدر ضوء مكثف، مما يخلق انعكاسًا سكانيًا ، مما يعني أن المزيد من ذراته تصبح في حالة مثارة (طاقة عالية) بدلاً من الحالة الأساسية (طاقة منخفضة). عندما يحدث هذا، يمكن للفلورسنت التلقائي أن يحفز الذرات الأخرى على إصدار فوتوناتها في نفس الاتجاه وبنفس الطول الموجي، مما يخلق انبعاثًا محفزًا . عندما يتم حبس جزء من الفلورسنت التلقائي بين مرآتين، يمكن تحفيز كل فلورسنت الوسط تقريبًا للانبعاث على طول نفس الخط، مما ينتج شعاع ليزر. ^[82]

تُستخدم الفلورة في علوم الحياة بشكل عام كطريقة غير مدمرة لتتبع أو تحليل الجزيئات البيولوجية عن طريق الانبعاث الفلوري بتردد معين حيث لا توجد خلفية من ضوء الإثارة، حيث أن عددًا قليلًا نسبيًا من المكونات الخلوية تكون فلورية بشكل طبيعي (تسمى الفلورة الذاتية أو الفلورة الذاتية ). في الواقع، يمكن "وسم" البروتين أو أي مكون آخر بفلوروفور خارجي، وهو صبغة فلورية يمكن أن تكون جزيئًا صغيرًا أو بروتينًا أو نقطة كمية، ولها استخدام كبير في العديد من التطبيقات البيولوجية. ^{[14] (ص  xxvi )}

يتم تحديد كمية الصبغة باستخدام جهاز قياس الطيف الفلوري، ولها تطبيقات إضافية في:

• عند مسح شدة الفلورسنت عبر مستوى ما، يمكن إجراء مجهر فلورسنت للأنسجة أو الخلايا أو الهياكل الخلوية الفرعية، والذي يتم إنجازه عن طريق وسم الجسم المضاد بفلوروفور والسماح للجسم المضاد بالعثور على مستضده المستهدف داخل العينة. يسمح وسم الأجسام المضادة المتعددة بفلوروفورات مختلفة بتصور أهداف متعددة داخل صورة واحدة (قنوات متعددة). تعد مجموعات الحمض النووي الدقيقة أحد أشكال هذا.
• علم المناعة: يتم تحضير الأجسام المضادة أولاً عن طريق ربط مجموعة كيميائية فلورية بها، ويمكن رؤية المواقع (على سبيل المثال، على عينة مجهرية) التي ارتبط بها الجسم المضاد، وحتى تحديد كميتها، عن طريق الفلورسنت.
• يمكن استخدام FLIM ( مجهر التصوير الفلورسنتي مدى الحياة ) للكشف عن بعض التفاعلات الجزيئية الحيوية التي تتجلى من خلال التأثير على أعمار الفلورسنت.
• علم الأحياء الخلوي والجزيئي: الكشف عن التوطين المشترك باستخدام الأجسام المضادة الموسومة بالفلورسنت للكشف الانتقائي عن المستضدات ذات الأهمية باستخدام برامج متخصصة مثل ImageJ.

• يتم استخدام FRET ( نقل طاقة رنين فورستر ، المعروف أيضًا باسم نقل طاقة الرنين الفلوري ) لدراسة تفاعلات البروتين، واكتشاف تسلسلات الأحماض النووية المحددة واستخدامها كأجهزة استشعار حيوية، في حين يمكن أن يوفر عمر الفلورسنت (FLIM) طبقة إضافية من المعلومات.
• التكنولوجيا الحيوية: يتم دراسة أجهزة الاستشعار الحيوية باستخدام الفلورسنت كإمكانية لأجهزة استشعار الجلوكوز الفلورية .
• التسلسل الآلي للحمض النووي بطريقة إنهاء السلسلة ؛ كل قاعدة من القواعد الأربع المختلفة لإنهاء السلسلة لها علامة فلورية خاصة بها. عندما يتم فصل جزيئات الحمض النووي المسمى، يتم إثارة العلامة الفلورية بواسطة مصدر الأشعة فوق البنفسجية، ويتم تحديد هوية القاعدة التي تنتهي بالجزيء من خلال طول موجة الضوء المنبعث.
• FACS ( فرز الخلايا المنشطة بالفلورسنت ). إحدى تقنيات فرز الخلايا المهمة العديدة المستخدمة في فصل سلالات الخلايا المختلفة (خاصة تلك المعزولة من أنسجة الحيوانات).
• الكشف عن الحمض النووي: يحتوي مركب بروميد الإيثيديوم ، في المحلول المائي، على قدر ضئيل جدًا من الفلورسنت، حيث يتم إخماده بالماء. يتم تعزيز فلورسنت بروميد الإيثيديوم بشكل كبير بعد ارتباطه بالحمض النووي، لذلك فإن هذا المركب مفيد جدًا في تصور موقع شظايا الحمض النووي في التحليل الكهربائي للهلام الآجار . يكون الإيثيديوم المتداخل في بيئة كارهة للماء عندما يكون بين أزواج القواعد في الحمض النووي، محميًا من الإخماد بالماء الذي يتم استبعاده من البيئة المحلية للإيثيديوم المتداخل. قد يكون بروميد الإيثيديوم مسببًا للسرطان - يمكن القول إن البديل الأكثر أمانًا هو الصبغة SYBR Green .
• FIGS ( جراحة موجهة بالصور الفلورية ) هي تقنية تصوير طبي تستخدم الفلورسنت للكشف عن الهياكل المسمى بشكل صحيح أثناء الجراحة.
• الفلورسنت داخل الأوعية الدموية هو تقنية تصوير طبي تعتمد على القسطرة تستخدم الفلورسنت للكشف عن السمات عالية الخطورة لتصلب الشرايين وأجهزة الدعامات الوعائية غير الملتئمة. ^[83] تم استخدام الفلورسنت الذاتي للبلاك في دراسة أولى على الإنسان في الشرايين التاجية بالاشتراك مع التصوير المقطعي البصري . ^[84] كما تم استخدام العوامل الجزيئية للكشف عن سمات معينة، مثل تراكم الفيبرين في الدعامة والنشاط الأنزيمي المرتبط بالتهاب الشرايين. ^[85]
• SAFI (التصوير الفلوري المعدل حسب الأنواع) هي تقنية تصوير في الكهروحركية والميكروفلويديك . ^[86] تستخدم صبغات غير مهاجرة كهربائيًا يمكن إخماد فلورسنتها بسهولة عن طريق هجرة الأنواع الكيميائية ذات الاهتمام. عادةً ما يتم زرع الصبغة (الصبغات) في كل مكان في التدفق ويتم ملاحظة الإخماد التفاضلي لفلورسنتها بواسطة المحللات بشكل مباشر.
• الاختبارات القائمة على الفلورسنت لفحص المواد الكيميائية السامة . تتكون الاختبارات البصرية من مزيج من الأصباغ الفلورية الحساسة للبيئة وخلايا الجلد البشري التي تولد أنماط أطياف الفلورسنت. ^[87] يمكن أن يقلل هذا النهج من الحاجة إلى الحيوانات المعملية في البحث الطبي الحيوي وصناعة الأدوية.
• الكشف عن حواف العظام: يمكن إضاءة العينات الملطخة بالأليزارين وبعض الحفريات باستخدام مصابيح الفلورسنت لعرض الهياكل التشريحية، بما في ذلك حواف العظام. ^[88]

يمكن تصور بصمات الأصابع باستخدام مركبات فلورية مثل النينهيدرين أو DFO ( 1,8-Diazafluoren-9-one ). يتم الكشف عن الدم والمواد الأخرى أحيانًا بواسطة الكواشف الفلورية، مثل الفلوريسين . الألياف والمواد الأخرى التي قد نصادفها في الطب الشرعي أو فيما يتعلق بالمقتنيات المتنوعة ، تكون أحيانًا فلورية.

يتم استخدام فحص الاختراق الفلوري للعثور على الشقوق والعيوب الأخرى على سطح قطعة ما. يتم استخدام تتبع الصبغة ، باستخدام الأصباغ الفلورية، للعثور على التسريبات في أنظمة السباكة السائلة والغازية.

تُستخدم الألوان الفلورية بشكل متكرر في اللافتات ، وخاصةً لافتات الطرق. يمكن التعرف على الألوان الفلورية بشكل عام على مسافات أطول من نظيراتها غير الفلورية، مع كون اللون البرتقالي الفلوري ملحوظًا بشكل خاص. ^[89] أدت هذه الخاصية إلى استخدامها المتكرر في لافتات السلامة والملصقات.

تُستخدم المركبات الفلورية غالبًا لتحسين مظهر القماش والورق، مما يتسبب في "تأثير التبييض". يمكن للسطح الأبيض المعالج بمبيض بصري أن يصدر ضوءًا مرئيًا أكثر من الضوء الذي يضيء عليه، مما يجعله يبدو أكثر سطوعًا. يعوض الضوء الأزرق المنبعث من المبيض عن اللون الأزرق المتناقص للمادة المعالجة ويغير اللون بعيدًا عن الأصفر أو البني نحو الأبيض. تُستخدم المبيضات البصرية في المنظفات الغسيل والورق عالي السطوع ومستحضرات التجميل والملابس عالية الوضوح والمزيد.

• قصة الفلورسنت. رايتك إندستريز. 1965.

• Fluorophores.org، قاعدة بيانات الأصباغ الفلورية
• FSU.edu، المفاهيم الأساسية في الفلورسنت
• محاضرة "تاريخ الفلورسنت على مستوى النانو" لديفيد جيمسون
• أطياف الإثارة والانبعاث للصبغات الفلورية المختلفة
• قاعدة بيانات المعادن الفلورية مع الصور والمنشطات والأطياف (fluomin.org)
• "غوص ليلي باستخدام مصباح حيوي - دهب/البحر الأحمر (مصر)، خليج المسباط/المشربة، "الصخرة الرومانية"". يوتيوب. 9 أكتوبر 2012.
• ستيفن أو. باير. "FluoPedia.org: المنشورات". fluopedia.org.
• ستيفن أو. باير. "FluoMedia.org: العلوم". fluomedia.org.
• كورتني ويتشر. البحث عن الفلورسنت - مشروع المشاركة في الفناء الخلفي لتحديد أمثلة جديدة للفلورسنت