Trocha historie... Early History The earliest written account of a solid state luminescent material comes from a Chinese text published in the Song dyna sty (960–1279 A.D.). The Buddhist sacred jewel, called "hashi-notama" in Japan, is alleged to be self-luminous and to shed a brilliant light on its surroundings. In the Svetasvatara Upanishad, probably recorded at some time before the sixth century BC, we find a mention of fire-flies as one of the manifestations of Brahma. Ref: Hardev Singh Virk History of Luminescence from Ancient to Modern Times. Early history Knowledge of luminescence in ancient India must not be concluded without mention of the luminous cobra-stone of India and Ceylon. Professor Hensoldt caught fifty cobras in Ceylon without finding a stone. However, evidence of cold light was first reported by the Greeks. Aristotle knew of the luminescence of dead fish and flesh and also of fungi. The first recorded discovery of Mechano-luminescence was made by Francis Bacon in 1605, who reported it in his writings, ‘Advancement of Learning’ that “hard sugar being nimbly scrapped with a knife would afford a sparkling light”. Isaac Newton 1672: bílé světlo lze průchodem přes hranol rozložit na jednotlivé barvy... viditelné spektrum vlnová délka (nanometry, nm) nižší frekvence, vyšší vlnová délka vyšší frekvence, nižší vlnová délka Jan Marcus Marci • Jan Marek Marci z Kronlandu • rodák z Lanškrouna (Landskron) • Žil 1595-1667 • Renesanční lékař, fyzik a matematik (taky alchymista a historik…) • Dočasně vlastník „Vojničova“ rukopisu (získal ho z pozůstalosti po alchymistovi Georgu Bareschovi) • Vědecká práce v oblasti fyziky: lom a odraz světla • V díle Thaumantias. Liber de arcu coelesti deque colorum apparentium natura, ortu et causis (Thaumantias - O duze nebeské a o povaze, původu a příčinách jejích zjevných barev - 1648). Je to spis věnovaný problémům optiky, mimo jiné odrazu a lomu světla, disperzi světla a vzniku duhy. JMM v něm shrnul výsledky svých experimentů, snažil se v něm vysvětlil podstavu světla a barev když demonstroval, že jednotlivým barevným paprskům náležejí různé úhly lomu a že tyto paprsky při dalších průchodu prismatem už nelze dělit. Z jeho pozorování lomu světla na skleněném hranolu, ohybu světla za přepážkou nebo vlastností duhového zbarvení tenkých vrstev lze usoudit, že vlastně objevil disperzi světla o několik let dříve než Issac Newton (1643-1727). • www.spektroskopie.cz Další významné objevy a teorie Christian Huygens (1692): světlo je vlnění, vlnová teorie Hans Christian Oersted (1820): světelné vlnění má elektrickou a magnetickou složku Michael Faraday (1831): rozšířil Oerstedovu teorii – změnou magnetické složky vyvoláme změnu elektrické složky světla James Clark Maxwell „Dynamická teorie elektromagnetického pole“ (1865) Ve své teorii navázal na Newtona, Younga, Foucaulta, Oersteda a Faradaye... Světlo je elektromagnetické vlnění. Elektrická a magnetická složka jsou kolmé na směr šíření světla. Světelné vlnění je charakterizováno vlnovou délkou, frekvencí, rychlostí, amplitudou atd. Lambert Beerů zákon A=log I0 / I = ε c l Historie fluorescence Pravděpodobně první zmínka o luminiscenci pochází od španělského lékaře a botanika Nicolase Monardese (1577) – zabýval se výzkumem rostlin objevených v Americe a jejich použitím v medicíně. Zaujalo ho namodralá opalescence vody, ve které bylo vyvařeno dřevo stromu objeveného v Mexiku (tehdy nazývaného Lignum nephriticum, používaného v XVIXVII. století k léčení ledvinových potíží). Pravděpodobně se jednalo o dřevo ze stromu Eynsemhardtia polystachia a fluoreskujícími látkami mohla být směs derivátů glucosyl- hydroxichalconu. Historie fluorescence Robert Boyle (1664) - opakoval Monardesovy pokusy a navrhl, že za modré zabarvení je zodpovědná esenciální sůl, kterou je možné několikanásobnou extrakcí ze dřeva získat. Zjistil také, že po přidání kyseliny do extraktu fluorescence zmizí a po dodání zásady se zase objeví. Nevědomky tak objevil první fluorescenční pH indikátor... Boyle zaznamenal také thermoluminiscenci (diamant), triboluminiscenci (cukr), bioluminiscenci (shnilé dřevo, ryby) a fosforescenci (hoření fosforu) Galileo (1612) – popsal fosforescenci tzv. Boloňského kamene. John Herschel (1845) – pozoroval fluorescenci chininu. Jev nazval epipolická disperze... George Stokes Stokes (1819-1903) zavedl pojem fluorescence (nahradil jim termín disperzní odraz). Název fluorescence pochází od minerálu obsahujícího prvek fluor. Zjistil, že po ozáření UV světlem dochází u některých látek k emisi viditelného světla („...zviditelnění temnoty...“). Dalšími pokusy potvrdil, že po absorpci světla o nižší vlnové délce dochází k emisi světla o vyšší vlnové délce. Tento rozdíl dnes nazýváme Stokesův posun. - ale i další objevy (geometrie, hydrodynamika, matematický popis duhy, polarizace světla), politolog, vyštřovatel, atd. Další důležité objevy Adolp von Beyer (1871) – německý chemik, který poprvé připravil sloučeninu fluorescein R. Meyer (1897) – ustavil termín fluorofor pro skupinu, která v molekule zodpovědná za fluorescenci (chromofor – skupina zodpovědná za barevnost molekuly- Witt1876). K. Noack (1887) – uveřejnil seznam 660 látek, u kterých byla pozorována fluorescence, seřazených podle barvy jejich fluorescence. První teorie První teorie o vzniku a vlastnostech fluorescence a fosforescence vznikly ve 20. a 30. letech minulého století... • teorie luminiscenčních center (A. Jablonski) • kvantový výtěžek a základní postuláty (S. I. Vavilov) • vyhasínání luminiscence (Gaviola) • polarizace fluorescence (Weigert, F.Perrin) • FRET (F. a J. Perrin, Főrster) Moderní objevy Gregorio Weber (1952) – syntéza dansyl chloridu a jeho použití při kvantifikaci proteinů (začátek rozšíření fluorescenční spektroskopie v biologii a biochemii) Shimomura, Saiga a Johnson (1962) – objev zeleně fluoreskujícího proteinu v medúze Aequorea Dnes... Green Fluorescent Pig... Zeleně fluoreskující laboratorní myš – normálně (vlevo), po ozáření modrým světlem