به نظر می‌رسد لومینسانس و فلورسنس یک معنی دارند مخصوصا هنگام استفاده از این مفاهیم به عنوان راهکارهای ردیابی مغناطیسی در آزمایشگاه‌های بیوسنسور یا آزمایشات تشخیصی in-vitro. اما آن‌ها یکسان نیستند. بله، این مفاهیم هر دو یک فوتون را به عنوان الکترون می‌گیرند و الکترون از حالت انرژی بالاتر به حالت انرژی پایین‌تر می‌رود، اما تفاوت در روش متداولی است که در ابتدا موجب جذب الکترون به حالت انرژی بالا می‌شود. در فلورسنس، الکترون با اضافه کردن یک فوتون به حالت انرژی بالاتر برمی‌گردد. در لومینسانس، الکترون در حالت انرژی بالا به علت ایجاد نیتروژن متوسط در یک واکنش شیمیایی است. نور در هنگام تجزیه محصولات نهایی واکنش تولید می‌شود.
انتشار نور در فلورسنس به دلیل یک الکترون برانگیخته است که به حالت انرژی پایین رسیده است.
برانگیختگی:
اولین گام در جهت ایجاد یک مولکول فلورسنت، انتشار نور است که الکترون را به یک سطح انرژی بالاتر تحریک می‌کند با قرار دادن مولکول در نور با طول موج مناسب ( این طیف تحریک نامیده می‌شود ) پروب‌های مختلف فلورسنت با طول موج‌های مختلفی از نور مرئی جذب می‌شوند. به عنوان مثال، الکترون‌های valence در AlexaFluor 594 با ورودی فوتون‌های نور 590 نانومتر به حالت انرژی بالاتر باز می‌گردند، در حالی که AlexaFluor488 با نور 496 نانومتری برانگیخته می‌شود.
انتشار:
در این حالت انرژی بالا الکترون‌ها پایدار نیستند و به حالت انرژی پایین‌تر می‌روند به این معنی که الکترون‌ها به صورت مرحله‌ای از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین‌تر آمده و همیشه انرژی اضافی را به‌عنوان فوتون‌های یک رنگ خاص منتشر می‌کنند. اگر AlexaFluor 594 با طول موج مناسب برانگیخته شود، همیشه نور قرمز را با طول موج 617 نانومتر منتشر می‌کند و AlexaFluor 488 همیشه نور سبز را با طول موج 519 نانومتر منتشر می‌کند. این نور می‌تواند به صورت کیفی توسط چشم اندازه‌گیری شود و هم‌چنین می‌تواند به صورت کمی با طیف سنجی فلورسانس اندازه‌گیری شود.
نمونه دیگری از فلورسنس، نقطه‌های کوانتومی است. نقاط کوانتومی نانوبلورهای فلورسنت هستند که بسیار کوچک بوده و محدود به کوانتوم می‌باشند. این به این معنی است که طول موج انتشار، عملکرد مستقیمی از اندازه نقطه کوانتومی است. طیف تحریک از نقاط کوانتومی بسیار گسترده است، اما طیف انتشار بسیار باریک است. نقطه کوانتومی، کریستال‌های غیر معدنی هستند در حالی که پروب‌های فلورسنت، مولکول‌ها می‌باشند.
لومینسانس انتشار یک فوتون به علت واکنش شیمیایی است
برای تولید نور در یک واکنش شیمیایی هیچ نوری نیازی نیست که به واکنش اضافه شود. واکنش شیمیایی خود را در یک حالت برانگیخته تولید می‌کند. واسطه‌های با انرژی بالا اغلب گونه‌های اکسید شده‌ای هستند که نور را آزاد می‌کنند زیرا آن‌ها به محصولات نهایی با انرژی کمتری تبدیل می‌شوند. گاهی اوقات این گونه‌های واسطه تنها مقدار کمی نور آزاد می‌کنند. آنزیم‌هایی مانند هورس‌ردیش پراکسیداز (HRP) و آلکالین فسفاتاز (AP) وجود دارند که برای نورپردازی در حضور بستر‌‌های مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
واکنش‌های شیمیایی در IVD مغناطیسی
از طریق تکنیک‌های ترکیبی، یک آنزیم لومینسانس مانند HRP یا AP می‌تواند به مولکول اسیدنوکلئیک و یک ذره مغناطیسی متصل شود. پس از جداسازی مغناطیسی، حضور یا عدم وجود هدف را می‌توان با افزودن مستقیم ماده شیمیایی و اندازه‌گیری میزان نور تولید شده مورد ارزیابی قرار داد. اگر مولکول هدف در نمونه وجود داشته باشد، به دلیل واکنش شیمیایی مولکولی، نور وجود خواهد داشت. اگر مولکول هدف در نمونه وجود نداشته باشد، هیچ واکنش رخ نمی‌دهد و هیچ نوری تولید نمی‌شود. اگر منحنی استاندارد استفاده شود، این اندازه‌گیری می‌تواند کمی باشد.
منابع:
Wang, G., Cong, W., Wang, C. and Liu, F., Rensselaer Polytechnic Institute, 2019. Stored luminescence computed tomography. U.S. Patent Application 10/285,659.
Puttock, E.V., Walden, M.T. and Williams, J.G., 2018. The luminescence properties of multinuclear platinum complexes. Coordination Chemistry Reviews, 367, pp.127-162.
Josephson, L., Medchem Imaging, 2018. Sequence Specific Fluorescence for Peptide-Fluorochrome Interactions. U.S. Patent Application 15/728,502.
