Absorptions- und Emissionsspektren von Farbstoffen
Der Absorptionswert gibt an, bei welcher Wellenlänge ein Farbstoff am stärksten sichtbares Licht oder UV-Licht absorbiert. Der Emissionswert gibt an bei welcher Wellenlänge eine Modifikation Licht bzw. Strahlung abgibt. Jede Farbstoffmodifikation hat seinen eigenen Absorptions- und Emissionswert (siehe Tabelle). Welches Absorptions- bzw. Emissionsspektrum eines Farbstoffes benötigt wird hängt von der Anwendung bzw. von der Art des Gerätes ab.
Stokes-Shift
Der Stokes-Shift ist die Differenz der Wellenlängen zwischen der absorbierten und der emittierten Fluoreszenzsignale. In der Regel ist ein großer Stokes-Shift erstrebenswert, da es bei der Verwendung von optischen Filtern einfacher ist, anregendes Licht und die Fluoreszenzemission voneinander zu trennen.
Extinktionskoeffizient
Dieser Wert beschreibt die Fähigkeit des Farbstoffs, Licht zu absorbieren. Die Absorbtionsfähigkeit hat einen eindeutigen Effekt auf die Menge an Licht, die der Farbstoff emittieren kann.
pH-Sensitivität
Manche Fluoreszenzfarbstoffe sind äußerst empfindlich gegenüber basischen oder sauren pH-Werten. Im alkalischen Bereich über pH 9 können bestimmte Farbstoffmoleküle degradieren. Andere Fluophore sind sowohl im sauren als auch im basischen pH-Bereich stabil. Eine der Ursachen dafür sind die strukturellen Gegebenheiten der Moleküle.
Stabilität gegenüber Photo Bleaching
Photobleaching sagt, dass bestimmte Farbstoffmoleküle unter ständiger Laserbestrahlung zerstört werden und ein Verlust der Fluoreszenz beobachtet werden kann. Durch den Verlust der Farbstoffintensität bzw. der Quantenausbeute können Experimente falsche Aussagen liefern.
Allerdings sollte auch das verwendete Gerät und die Art der Anwendung bei der Auswahl von Modifikationen berücksichtigt werden.
Die Stabilität gegenüber Photobleaching ist z. B. bei der DNA-Sequenzierung und in der Durchfluss-Cytometrie weniger wichtig als bei der Fluoreszenzmikroskopie.
Fluoreszenz-Quantenausbeute
Die Quantenausbeute (auch Quanteneffizienz genannt) beschreibt das Verhältnis zwischen der Anzahl von Prozessen, die durch Absorption von Photonen ausgelöst werden und der Anzahl der absorbierten Photonen selbst. In der Fluoreszenz gibt die Quantenausbeute eines Fluorophors das Verhältnis zwischen der Anzahl der emittierten und absorbierten Photonen an. In der Regel ist die maximale Quantenausbeute 1.0 (100%).
Die Quantenausbeute von Fluoreszenzfarbstoffen hängt stark von der jeweils existierenden Mikroumgebung ab. Z.B die des pH-werts, der Art der Lösung, Konzentration oder der Temperatur. Daher kann keine spezifische Quantenausbeute für einzelne Fluoreszenzfarbstoffe angegeben werden.