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Fluoreszenz ist die Fähigkeit eines Stoffes, Licht im sichtbaren Spektrum zu emittieren. Sie ist in der Regel das Ergebnis der Absorption elektromagnetischer Strahlung, die im sichtbaren Bereich liegen kann oder auch nicht.
Die Fluoreszenzmikroskopie nutzt die Fähigkeit bestimmter Moleküle, zu fluoreszieren, wenn eine elektromagnetische Strahlungsquelle, in der Regel ultraviolettes Licht, von ihnen absorbiert wird. Es gibt nur wenige natürlich vorkommende Stoffe, die sich auf diese Weise verhalten, wie z. B. Vitamin A. Der Hauptnutzen der Fluoreszenzmikroskopie liegt in der Anwendung extrinsischer Verbindungen auf Zellen, die aus einem Molekül mit fluoreszierenden Eigenschaften bestehen, das an ein für eine bestimmte Zellkomponente spezifisches Molekül gebunden ist. Bei letzterem handelt es sich in der Regel um einen Antikörper.
Alternativ dazu können lipophile Moleküle mit fluoreszierenden Eigenschaften durch Stoffwechselreaktionen in Zellen eingeschlossen werden. Ein Beispiel ist Fura-2, ein Ester, der in der Zelle in eine Säure umgewandelt wird; dieses Molekül ändert sein Fluoreszenzspektrum in Gegenwart von Kalzium. Daher wurde es zur Überwachung des freien Kalziumflusses bei Ereignissen wie der Signalisierung sekundärer Botenstoffe verwendet.
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