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La fluorescencia es la capacidad de una sustancia para emitir luz dentro del espectro visible. Suele ser el resultado de la absorción de radiación electromagnética que puede estar o no en el rango visible.
La microscopía de fluorescencia utiliza la capacidad de fluorescencia de ciertas moléculas cuando una fuente de radiación electromagnética, normalmente luz ultravioleta, es absorbida por ellas. Hay pocas sustancias naturales que se comporten de este modo, como la vitamina A. La mayor aplicación de la microscopía de fluorescencia se ha dado en la aplicación de compuestos extrínsecos a las células, que consisten en una molécula con propiedades fluorescentes unida a una molécula específica para un componente celular determinado. Esta última suele ser un anticuerpo.
Alternativamente, las moléculas lipofílicas con propiedades fluorescentes pueden quedar atrapadas dentro de las células mediante reacciones metabólicas. Un ejemplo es la fura-2, un éster que se convierte en ácido dentro de la célula; esta molécula cambia su espectro de fluorescencia en presencia de calcio. Esta molécula cambia su espectro de fluorescencia en presencia de calcio, por lo que se ha utilizado para controlar el flujo de calcio libre durante procesos como la señalización por mensajeros secundarios.
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