فرآیندهای آسایش در پدیده لومینسانس

بازگشت یک مولکول برانگیخته به حالت پایه توسط فرایندهای مختلفی از نوع تابشی و غیرتابشی صورت می‎‌گیرد. به این فرایندها آسایش (Relaxation) یا غیرفعال‎سازی (Deactivation) گفته می‌‎شود. بهترین مسیر برای غیرفعال‎سازی یک مولکول برانگیخته مسیری است که در آن طول عمر حالت برانگیخته به حداقل برسد. بنابراین اگر آسایش تابشی با سرعت بیشتری نسبت به آسایش غیرتابشی صورت گیرد، فرایند غیرفعال‎سازی از نوع تابشی خواهد بود و بالعکس. بنابراین تحریک یک مولکول الزاماً منجر به فلورسانس نمی‌‎شود. در حقیقت در بسیاری از مولکول‎‌ها سیگنال فلورسانس بسیار ضعیف است. اکثر مولکول‌‎های آلی فلورسانس‌‎کننده دارای سیستم‎‌های مزدوج (Conjugate) با طول رزونانسی زیاد هستند. به عنوان مثال هیدروکربن‎‌های آروماتیک چند حلقه‎‌ای فلورسانس شدیدی از خود نشان می‌‎دهند. ترکیبات فلورسانس‌‎کننده‎‌ای که بازده کوانتومی بالا دارند، به لحاظ کاربرد عملی مناسب‌تر هستند. اندازه‎‌گیری پارامترهایی مثل طول عمر فلورسانس به تشخیص مکانیزم غیرفعال‎سازی کمک می‎‌کند.

این مقاله شامل سرفصل‌های زیر است:
1- مقدمه
2- فرایندهای آسایش (Relaxation or Deactivation Process)
1-2- جذب (Absorption)
2-2- آسایش ارتعاشی (Vibrational Relaxation)
3-2- تبدیل درونی (Internal Conversion)
4-2- فلورسانس
5-2- تبدیل بیرونی (External Conversion)
6-2- عبور بین سیستمی (Intersystem Crossing)
7-2- فسفرسانس
8-2- تفکیک و پیش تفکیک (Dissociation and Predissociation)
9-2- واکنش‌‎های فوتوشیمیایی (Photochemical Reactions)
3- کارایی کوانتومی و بازده توان (Quantum Efficiency and Power Yield)
4- طول عمر لومینسانس (Luminescence lifetime)
5- خاموشی و واکنش‎‌های حالت برانگیخته
1-5- خاموشی برخوردی یا دینامیک
2-5-خاموشی ایستا (Static Quenching)
3-5- خاموشی برد بلند (Long-range Quenching)
4-5- واکنش‎‌های حالت برانگیخته
6- نتیجه‌گیری

1- مقدمه

در مقالات گذشته تئوری لومینسانس، دستگاه‌وری و تکنیک‌های مختلف آورده شده است. مقاله حاضر به توضیح بیشتر و جزئی‎تر مباحث پایه در لومینسانس می‌‎پردازد. به مرحله انتقال الکترون از حالت بر انگیخته به حالت پایه فرآیند آسایش یا غیرفعال‎سازی می‌گویند. به طور کلی دو نوع فرایند آسایش در فوتولومینسانس امکان‎‌پذیر است: آسایش تابشی (Radiative Deactivation) و آسایش غیرتابشی (Nonradiative Deactivation). در آسایش غیرتابشی، انرژی اضافی الکترون برانگیخته بدون اینکه نشر فوتون اتفاق بیافتد، به انرژی انتقالی (Translational Energy)، چرخشی (Rotational Energy) یا ارتعاشی (Vibrational Energy) تبدیل می‌‎شود. انتقالات میان ترازهای انرژی انتقالی، ارتعاشی و چرخشی در مقایسه با ترازهای الکترونی که در انتقالات تابشی فعال هستند، با صرف انرژی کمتر امکان‌‎پذیر است. فواصل بین ترازها به صورتی است که ترازهای ارتعاشی متعدد در میان ترازهای الکترونی، ترازهای چرخشی در میان ترازهای ارتعاشی و ترازهای انتقالی در میان ترازهای چرخشی قرار می‎‌گیرند. در مقابل مسیرهای غیرتابشی، آسایش تابشی شامل نشر فوتون است.

2- فرایندهای آسایش (Relaxation or Deactivation Process)

انواع پروسه‎‌های فعال و غیرفعال‎سازی در دیاگرام زیر که دیاگرام جابلونسکی (Jablonski Diagram) گفته می‎‌شود، نشان داده شده است (این دیاگرام حالت‎‌های الکترونی مولکول، زیر حالت‎‌های ارتعاشی و انتقالات بین این حالت‎‌ها را نشان می‌‎دهد).

مراحل اصلی ذکر شده در نمودار بالا به تفصیل در زیر آمده است:

1-2- جذب (Absorption): جذب یا تحریک بسیار سریع اتفاق می‌افتد (^15-10 ثانیه). انتقالات جذبی از حالت پایه ارتعاشی در تراز الکترونی یکتایی پایه (S₀) به ترازهای مختلف ارتعاشی در اولین و دومین حالت الکترونی برانگیخته (S₂ و S₁) در شکل نشان داده شده است.

2-2- آسایش ارتعاشی (Vibrational Relaxation): این فرایند نوعی آسایش غیرتابشی است. مولکول‌‎های موجود در حالت‌‎های ارتعاشی برانگیخته به سرعت انرژی اضافی ارتعاشی خود را از دست داده و به سطح ارتعاشی پایه در تراز الکترونی مربوطه می‌‎روند. انرژی در این حالت به صورت گرمایی یا حرکات ارتعاشی مولکول‌‎های حلال از دست می‌‎رود. به طور طبیعی آسایش ارتعاشی به صورت گام به گام اتفاق می‎‌افتد و شرط انتقال از تراز ابتدایی (ν_i) به تراز نهایی (ν_f) رابطه Δν=1 است. این بدان مفهوم است که بر اثر هر برخورد مولکول با مولکول‎‌های حلال، که منجر به غیرفعال‎سازی غیرتابشی می‎‌شود، مولکول برانگیخته یک کوانتوم از انرژی ارتعاشی خود را از دست داده و صرفاً انتقال به یک تراز انرژی پایین‌‎تر در هر مرحله رخ می‌‎دهد. مدت زمان انجام این فرایند، ^10-10 تا ^11-10 ثانیه است.

3-2- تبدیل درونی (Internal Conversion): انتقال الکترون بین دو تراز الکترونی با چندگانگی اسپین یکسان است، که به شیوه غیرتابشی صورت می‎‌گیرد. شرط انجام این فرایند همپوشانی نمودارهای انرژی پتانسیل دو تراز الکترونی است به نحوی که انرژی حالت ارتعاشی پایین‌‎تر تراز الکترونی بالاتر و حالت ارتعاشی بالاتر تراز الکترونی پایین‎‌تر با هم برابر باشد (شکل 1). این فرایند می‎تواند بین دو حالت برانگیخته رخ دهد (S₂→S₁) یا بین اولین حالت الکترونی برانگیخته و حالت الکترونی پایه (S₁→S₀) اتفاق بیافتد. مدت زمان انجام این فرایند بین حالت‎های الکترونی برانگیخته کوتاه است (^12-10 ثانیه). تبدیل درونی از یک حالت برانگیخته الکترونی به حالت الکترونی پایه (S→S₀) وابسته به نوع مولکول بوده ولی معمولاً در صورتی که تفاوت انرژی زیادی بین S و S₀ وجود داشته باشد، کارایی کمتری دارد. بنابراین هیچ‎‌گونه همپوشانی بین چاه‎‌های انرژی پتانسیل دو حالت وجود نخواهد داشت. بعد از تبدیل درونی، انرژی اضافی به سرعت از دست رفته و مولکول در پایین‎‌ترین سطح ارتعاشی حالت الکترونی پایین‎‌تر قرار می‎‌گیرد.

4-2- فلورسانس: انتقال تابشی بین حالت‎‌های الکترونی با چندگانگی اسپین یکسان است. در مورد بیشتر مولکول‎‌ها، الکترون‎‌ها در حالت پایه جفت می‌‎شوند (با اسپین‌های مخالف)، بنابراین فلورسانس شامل یک انتقال یکتایی-یکتایی است. با توجه به این که تبدیل درونی به تراز S و آسایش ارتعاشی بعد از آن بسیار سریع‌تر از فلورسانس است، فلورسانس معمولاً از پایین‎‌ترین تراز ارتعاشی S به حالت‎های ارتعاشی مختلف در تراز الکترونی پایه صورت می‎‌گیرد. بنابراین حتی اگر جذب به حالت‎های مختلف یکتایی برانگیخته صورت گرفته باشد، تنها یک باند فلورسانس دیده می‌‎شود. به طور معمول مدت زمان فلورسانس ^10-10 تا ^6-10 ثانیه است. باندهای فلورسانس مولکولی عمدتاً از خطوطی تشکیل شده که طول موج بلندتر یا فرکانس کمتری (انرژی کمتر) نسبت به باند جذبی خود دارند. شیفت به طول موج‎‌های بلندتر، شیفت استوک (Stokes Shift) نیز خوانده می‌شود.

5-2- تبدیل بیرونی (External Conversion): نوعی آسایش غیرتابشی است که در آن حالت‌‎های برانگیخته انرژی اضافی خود را به سایر گونه‌‎ها (مثل حلال یا مولکول‎‌های حل‎‌شونده) می‌‎دهند. یکی از مکانیزم‎‌های تبدیل بیرونی، خاموشی برخوردی یا دینامیک (Dynamic or Collisional Quenching) است. در این نوع خاموشی، طی برخورد، انرژی از گونه برانگیخته به سایر مولکول‎‌ها منتقل می‌‎شود. بنابراین سرعت خاموشی دینامیک با سرد کردن نمونه کاهش می‌‎یابد.

6-2- عبور بین سیستمی (Intersystem Crossing): انتقالات جذبی از حالت‌های یک تایی به سه تایی ممنوع است. هر چند جذب ضعیفی در مورد برخی مولکول‎‌ها امکان‎‌پذیر است. تراز برانگیخته سه تایی همچنین می‎تواند از طریق انتقال الکترون از ترازهای یکتایی برانگیخته پر شود. به این فرایند، عبور بین سیستمی گفته می‎‌شود. این فرایند مشابه تبدیل درونی است، با این تفاوت که انتقال الکترون بین ترازهایی که چندگانگی متفاوت دارند، انجام می‌‎شود. بعد از عبور بین سیستمی، مولکول با آسایش ارتعاشی به پایین‌‎ترین حالت ارتعاشی در تراز الکترونی که در آن قرار دارد، می‎رود.

7-2- فسفرسانس: به طور معمول ترازهای سه تایی که از الکترون پر شده‌‎اند، به وسیله تبدیل بیرونی یا عبور بین سیستمی به تراز الکترونی پایه غیرفعال می‌‎شوند (T₁→S₀). ترازهای سه تایی می‌‎توانند به وسیله نشر یک فوتون نیز غیرفعال شود. غیرفعال‎سازی تابشی بین حالت‎های الکترونی با چندگانگی متفاوت فسفرسانس خوانده می‌‎شود. معمولاً مدت زمان انجام فسفرسانس 10⁴ تا ^4-10 ثانیه است. بیشتر بودن طول عمر فسفرسانس به دلیل غیرمجاز بودن آن به لحاظ اسپینی است (تغییر چندگانگی اسپین در خلال انتقالات از دیدگاه کوانتمی غیرمجاز است). بنابراین تنها زمانی که احتمال وقوع تبدیل بیرونی با سرد کردن نمونه کاهش یابد فسفرسانس رخ می‌‎دهد. طول موج فسفرسانس یک ترکیب مشخص معمولاً بلندتر از طول موج فلورسانس است، به این دلیل که انرژی T₁ از انرژی S₁ کمتر است.

8-2- تفکیک و پیش تفکیک (Dissociation and Predissociation): در صورتی که انرژی فوتون تحریک بزرگ‎تر از حد همگرایی (Convergence Limit) تراز الکترونی برانگیخته باشد، پیوند پس از جذب فوتون شکسته می‎‌شود. به این فرایند، تفکیک گفته می‌‎شود. در صورتی که پیوندی بعد از انجام تبدیل درونی شکسته شود، به آن پیش تفکیک می‎‌گویند. پیش تفکیک یا تفکیک در مولکول‎‌هایی رخ می‌‎دهد که طول موج‎‌های کوتاه‌‎تر از 200 نانومتر را جذب می‎‌کنند.

9-2- واکنش‎‌های فوتوشیمیایی (Photochemical Reactions): شامل واکنش حالت‎های برانگیخته با حلال یا مولکول‎‌های حل‎‌شونده است. واکنش‌‎پذیری و همچنین قطبیت مولکول در حالت برانگیخته با حالت پایه کاملاً متفاوت است. لذا هرچند ممکن است یک مولکول در حالت عادی با مولکولی دیگر واکنش‎‌پذیری نشان ندهد، ممکن است این دو ترکیب بتوانند در صورت برانگیختگی یکی از این دو، کاملاً نسبت به یکدیگر واکنش‌‎پذیر شوند. به این دلیل که تفاوت انرژی بین سطوح ارتعاشی در ترازهای الکترونی پایه و برانگیخته یکسان است، طیف جذبی و فلورسانس برای یک ترکیب تصاویر آیینه‌‍‎ای یکدیگر هستند. این دو طیف در نزدیکی انتقال اصلی (سطح ارتعاشی صفر برای S₁ و S₀) هم پوشانی دارند.

3- کارایی کوانتومی و بازده توان (Quantum Efficiency and Power Yield)

بازده که معیاری از شدت فلورسانس و فسفرسانس است، به رقابت بین مسیرهای تابشی و غیرتابشی برای غیرفعال‎سازی یک ترکیب وابسته است. کارایی (بازده) کوانتومی لومینسانس (Ф_L)، نسبت توان تابشی لومینسانس به توان تابشی جذب شده است، که در آن توان‎‌های تابشی بر مبنای فوتون بر ثانیه بیان می‌‎شوند. بنابراین، Ф_L نشان‌‎دهنده کسری از فوتون‎‌های جذب شده است که به فوتون‎‌های لومینسانس تبدیل می‌‎شوند. بازده توان لومینسانس، مشابه کارایی کوانتومی لومینسانس تعریف می‎‌شود با این تفاوت که توان تابشی نور جذب و نشر شده بر حسب وات بیان می‌شود.

4- طول عمر لومینسانس (Luminescence lifetime) 

در صورتی که منبع تحریک به طور ناگهانی خاموش شود، سیگنال فلورسانس و فسفرسانس نزول می‎‌یابد. با توجه به این که حالت‎های برانگیخته معمولاً با سینتیک مرتبه اول (First Order Kinetics) غیرفعال می‎‌شوند، نزول سیگنال با رابطه نمایی زیر بیان می‌شود:

(1)                 

که در این رابطه  ، توان تابشی لومینسانس در لحظه خاموش کردن منبع تحریک و τ_L طول عمر لومینسانس است. طول عمر لومینسانس به زمانی گفته می‎‌شود که سیگنال لومینسانس به e^-1 مقدار اولیه برسد. در برخی مواقع طول عمر لومینسانس به صورت نیمه عمر (Half-life) یعنی  تعریف می‌‎شود که مدت زمان لازم برای نزول شدت سیگنال به نصف مقدار اولیه است.

5- خاموشی و واکنش‎‌های حالت برانگیخته

آلودگی‎‌های موجود در نمونه لومینسانس‎‌کننده توسط چندین مکانیزم منجر به کاهش سیگنال لومینسانس می‎‌شوند. نور نشر شده توسط آنالیت ممکن است به وسیله سایر گونه‎‌ها یا حتی مولکول‎‌های دیگر آنالیت دوباره جذب شود. به این پدیده، خاموشی T_rivial گفته می‎‌شود. به این فرایند جذب ثانویه (Secondary Absorption) نیز می‎‌گویند تا بتوان آن را از مکانیزم‎‌هایی که غیرفعال‎سازی را قبل از نشر فوتون به شیوه غیرتابشی انجام می‌‎دهند، تشخیص داد.

1-5- خاموشی برخوردی یا دینامیک: خاموشی به طور معمول به انتقال انرژی غیرتابشی اطلاق می‎‌شود که از گونه برانگیخته به سایر مولکول‎‌ها اتفاق می‌‎افتد. در خاموشی برخوردی یا دینامیک بین ترکیب لومینسانس‌‎کننده و خاموش‌‎کننده (Quencher) برخورد صورت می‎‌گیرد. سرعت خاموشی وابسته به سرعت نفوذ بوده و به دما و ویسکوزیته محلول وابسته است. غلظت خاموش‎‌کننده باید به اندازه کافی زیاد باشد تا احتمال برخورد بین آنالیت و خاموش‎‌کننده طی مدت زمانی که آنالیت در حالت برانگیخته است، بالا باشد. در صورتی که برخورد یک خاموش‎‌کننده منفرد با گونه لومینسانس‎‌کننده از طریق مکانیزم تبدیل بیرونی به صورت کنترل شده انجام شود، فرایند مرتبه دوم خواهد بود [1] خاموشی برخوردی توسط رابطه زیر که به رابطه استرن-وولمر معروف است، بیان می‎‌شود:

(2)               

که در آن k_q، ثابت سرعت خاموشی دو ملکولی است،  طول عمر فلورسانس در غیاب خاموش‎‌کننده و [Q] غلظت خاموش‎‌کننده است. ثابت خاموشی استرن-وولمر توسط رابطه زیر بیان می‎‌شود:

(3)         

در صورتی که خاموشی به صورت برخوردی انجام شود، ثابت استرن-وولمر با k_D بیان می‎‌شود، در غیر این صورت این ثابت با k_SV نشان داده می‎‌شود. با نوآرایی رابطه (3) خواهیم داشت:

(4)                    

با توجه به رابطه فوق، نمودار عکس سیگنال فلورسانس بر حسب غلظت خاموش‎‌‌کننده یک خط مستقیم خواهد بود. از روی شیب و با مشخص بودن  می‌‎توان ثابت سرعت خاموشی را محاسبه کرد. در صورتی که درصد خاموشی زیاد باشد، ممکن است انحراف از حالت ایده‎‌آل مشاهده شود. توجه به این نکته ضروری است که  معادل غلظتی از خاموش‌کننده است که در آن سیگنال به اندازه 50 درصد کاهش می‎یابد [2].

در محلول‎های آبی زمانی که غلظت خاموش‎کننده زیر 1 میلی مولار باشد، خاموشی برخوردی ناچیز است. در صورتی که طول عمر در حدی که برای فسفرسانس متداول است، افزایش یابد (1 میلی ثانیه)، خاموشی برخوردی رخ می‌‎دهد. به بیان دیگر نسبت به فلورسانس، مقدار کمتری خاموش‌‎کننده برای کاهش سیگنال فسفرسانس لازم است. اکسیژن محلول، یک خاموش‎کننده بسیار فعال و کارآمد برای حالت‎های سه تایی با طول عمر زیاد است. غلظت تعادلی اکسیژن محلول در بسیاری از حلال‎ها حدود 1 میلی مولار است. بنابراین برای اندازه‌‎گیری فسفرسانس معمولاً لازم است که اکسیژن محلول حذف شود یا اینکه نمونه به حالت جامد درآید. اکسیژن، برای ترکیبات فلورسانس‎کننده‌‎ای مثل هیدروکربن‎های آروماتیک نیز خاموش‎کننده خوبی محسوب می‌‎شود، به خصوص اگر طول عمر فلورسانس از 10 نانو ثانیه بیشتر باشد [1].

2-5-خاموشی ایستا (Static Quenching): فرم دیگر خاموشی، ایستا است که در آن فلوروفور (Fluorophore) و خاموش‌کننده با یکدیگر تشکیل کمپلکس پایدار می‌‎دهند. فلورسانس تنها از فلوروفور آزادی که به فرم کمپلکس در نیامده تولید می‎‌شود. بنابراین حتی اگر این کمپلکس نور را جذب کند، بدون اینکه فوتونی نشر شود، به سرعت به حالت پایه باز می‎‌گردد. رابطه‎‌ای شبیه به استرن-وولمر برای خاموشی ایستا نیز صادق است. شیب نمودار عکس سیگنال فلورسانس بر حسب غلظت خاموش‎‌کننده در این حالت با k_S بیان می‎‌شود. k_S ثابت تشکیل کمپلکس بین فلوروفور و خاموش‎‌کننده است. ذکر این نکته حائز اهمیت است که خطی بودن نمودار استرن-وولمر برای هر دو نوع خاموشی برخوردی و ایستا صدق می‎‌کند. بنابراین سوال اینجاست که چگونه می‌‎توان این دو نوع خاموشی را از یکدیگر تشخیص داد. خاموشی دینامیک و ایستا را با توجه به وابستگی متفاوت آن‎ها به دما، ویسکوزیته یا اندازه‎‌گیری طول عمر فلورسانس می‎توان تشخیص داد. با توجه به اینکه خاموشی دینامیک جزء فرایندهای تحت کنترل نفوذ است، دمای بالاتر منجر به نفوذ سریع‎تر و افزایش تعداد برخورد و در نتیجه افزایش خاموشی برخوردی می‌شود. در مقابل، دمای بالاتر باعث شکست پیوندهای ضعیف در ساختار کمپلکس‌‎های متشکل از فلوروفور و خاموش‎‌کننده شده و در نهایت کاهش خاموشی ایستا را در پی دارد. بنابراین افزایش دما این دو نوع خاموشی را در خلاف جهت یکدیگر تحت تأثیر قرار می‌‎دهد [2]. نکته دیگر برای تشخیص این دو نوع خاموشی اندازه‎‌گیری طول عمر است. طول عمر در خاموشی ایستا تحت تأثیر قرار نمی‎‌گیرد. در صورتی که طول عمر در حضور و عدم حضور خاموش‎‌کننده یکسان باشد خاموشی ایستا و در غیر این‎صورت دینامیک خواهد بود [1]. خاموشی ایستا و برخوردی به صورت شماتیک در شکل زیر به نمایش در آمده است.

3-5- خاموشی برد بلند (Long-range Quenching): انتقال انرژی می‎‌تواند بین مولکول‎‌ها و بدون برخورد نیز صورت گیرد. این غیرفعال‎‌سازی غیرتابشی را خاموشی برد بلند یا خاموشی فورستر (Förster Quenching) می‌نامند. دلیل این پدیده می‌تواند کوپل شدن دوقطبی-دوقطبی بین ملکول‌دهنده (ترکیب لومینسانس کننده) و ملکول پذیرنده (خاموش کننده) باشد. فاصله بین مولکول‌دهنده و پذیرنده که به آن فاصله فورستر (Förster Distance) گفته می‌شود، در مورد خاموش‎‌کننده‌‎های کارآمد بین 20 تا 50 آنگستروم است و می‌‎تواند به 100 آنگستروم نیز برسد. انتقال انرژی برد بلند در مواردی که طیف نشری مولکول‌دهنده و طیف جذبی مولکول پذیرنده همپوشانی کنند، ﻣﺆثر است. شرط دیگر این است که ضریب جذب مولکول‌دهنده در ناحیه همپوشانی بالا باشد. سرعت انتقال انرژی با افزایش غلظت مولکول پذیرنده افزایش می‎‌یابد چرا که فاصله میانگین بین مولکول‎‌ها با افزایش غلظت کمتر می‌‎شود. وابستگی میزان خاموشی به غلظت خاموش‎‌کننده پیچیده بوده و از مدل استرن-وولمر تبعیت نمی‌‎کند. در خاموشی برد بلند، خاموش‎‌کننده با جذب انرژی از فلوروفور به حالت برانگیخته می‎‌رود. معمولاً خاموش‎‌کننده توسط فرایندهای غیرتابشی غیرفعال می‌‎شود. هر چند در برخی موارد خاموش‎‌کننده‎‌ها می‎توانند لومینسانس کنند. به این نوع لومینسانس، حساس شده می‎‌گویند. توسط شدت سیگنال فلورسانس حساس شده می‎‌توان به میزان کارآمد بودن انتقال انرژی بین مولکول‌دهنده و پذیرنده پی‌برد، به این مفهوم که هر چه نشر نور مولکول پذیرنده بیشتر باشد، انتقال انرژی با کارایی بیشتری انجام شده است [1،3].

4-5- واکنش‎‌‌های حالت برانگیخته: مولکول‌هایی که در حالت برانگیخته هستند، می‌توانند با سایر مولکول‌ها واکنش داده و به ترتیب زیر تشکیل کمپلکس دهند:

S₁+Q→S₁.Q

اگر Q متفاوت از مولکول آنالیت باشد، به کمپلکس در حالت برانگیخته، Exciplex گفته می‌‎شود. در صورتی که Q، مولکول آنالیت در حالت پایه باشد به آن Excimer گفته می‎‌شود. این کمپلکس‎‌های برانگیخته انرژی اضافی خود را از طریق گرما به مولکول‎‌های حلال می‌‎دهند، می‌‎توانند به یون‎های حلال‎‌پوشی شده تفکیک شوند یا فوتون نشر کنند. تشکیل Excimer تنها در صورتی که غلظت آنالیت بالا باشد (بیش از 1 میلی مولار) اتفاق می‌‎افتد [1].

6- نتیجه‌گیری

آسایش مولکول برانگیخته طی فرآیندهای مختلفی اتفاق می‌افتد. در بسیاری از موارد این آسایش از مسیر غیرتابشی است. از همین روست که بسیاری از سامانه‌های مولکولی نشر لومینسانس انجام نمی‌‎دهند. برای برخی از مولکول‎‌های آلی با ساختار خاص، نشر لومینسانس اتفاق می‌‎افتد. لذا چنین مولکول‌هایی از مسیر تابشی به سطح پایه باز می‌‎گردند. گاه فرآیند تابش با برخی فرآیندهای آسایش غیرتابشی نیز همراه می‌‎شود. در این حالت مقداری از انرژی نور برانگیختگی، صرف فرآیندهای غیرتابشی شده و در نتیجه انرژی بازتابش ایجاد شده طول موج بلندتری (انرژی کمتر) دارد.