通過吸收光，染料分子進入電子激發(fā)狀態(tài)。在這種情況下，吸收的能量僅存儲很短的時間，并在激發(fā)態(tài)的生命周期后再次輻射，例如熒光。

在染料溶液中，激發(fā)的染料分子（可視為點偶極子或振蕩器）如果它們之間的距離足夠大，則不會相互影響。因此，集合中存在的發(fā)色團的吸收和熒光不會改變。

在發(fā)色團之間的平均距離約為5-10nm處，影響僅通過振蕩器的“輻射場"發(fā)生，即沒有直接接觸。例如，通過染料分子的模型證明了兩個染料分子之間的這種相互作用。 福斯特共振能量轉(zhuǎn)移 （FRET） 描述。

如果發(fā)色團之間的距離變得更小，例如在非常濃縮的溶液中，由于各個振蕩器的靜電力，可能會產(chǎn)生強烈的相互影響。由于單個染料分子的分子間相互作用，這種染料溶液的吸收和熒光行為都發(fā)生了很大變化。


羅丹明6G水中
在羅丹明6G濃水溶液的紫外/可見光譜中，可以在主吸收帶的短波側(cè)觀察到肩部的外觀。如果通過稀釋溶液來改變濃度（c），并以相同的方式增加比色皿的層厚（d），以便根據(jù)朗伯-比爾定律始終可以期望相同的吸光度，則可以發(fā)現(xiàn)以下過程：



等吸點的出現(xiàn) - 所有涉及物質(zhì)的濃度變化是線性的，dE / dc = 0適用 - 表明兩個（或多個）物種正在以定義的方式相互轉(zhuǎn)化或彼此平衡。因此，這是一個動態(tài)平衡。



解離或二聚化常數(shù)可以通過實驗確定：在稀釋系列中，溶液的稀釋總是由層厚度的變化補償，“有效消光系數(shù)"可以通過在了解稀釋因子和重量濃度的情況下（單體）最大值處測量的吸光度來計算。重量濃度由不發(fā)生二聚化的高度稀釋溶液的紫外光譜確定。由于朗伯-比爾定律中的單個吸收具有相加性，因此可以用反應(yīng)方程或.dem質(zhì)量作用定律來表示有效吸光度或有效消光系數(shù)。 通過解離常數(shù)的參數(shù)變化和合適的圖形繪制，最終得到一條直線，從其斜率和截距中可以確定單體和二聚體的消光系數(shù)。

疏水相互作用
有機染料的聚集尤其發(fā)生在具有高離子強度的水或溶劑中。主要原因是分子間范德華力：通過所謂的“疏水相互作用"，親脂性分子試圖“逃避"親水性水分子，即為水合物殼提供盡可能小的表面積。這種現(xiàn)象還導(dǎo)致玻璃表面上的染料或基底分子上的非特異性鍵的吸附。

形成二聚體或更高聚集體的趨勢取決于

 

由于它是動態(tài)平衡 - 如上所述 - 二聚體可以通過稀釋溶液轉(zhuǎn)化為單體。當測量的吸收光譜不再隨著進一步稀釋和層厚度的相應(yīng)增加而變化時，達到“單體光譜"。適用于大多數(shù)疏水性 阿托-這是吸光度約為0.04（層厚1cm;c = 10-7 – 10-6 摩爾/升）。




蛋白質(zhì)偶聯(lián)物中的分子內(nèi)相互作用/DOL測定
當染料NHS酯與蛋白質(zhì)的氨基反應(yīng)時，可以形成染料偶聯(lián)物，其中共價鍵合的染料分子緊密相鄰并且可以相互作用。這以同樣的方式表現(xiàn)為吸收光譜的強烈變化，正如在ATTO 565階親和素偶聯(lián)物的例子中可以清楚地看到的那樣：



在共軛光譜中觀察到一個額外的短波吸收帶，類似于具有足夠高濃度的水性染料溶液的“二聚體帶"。因為在這種情況下它是 分子內(nèi) 共價鍵合染料分子的相互作用，吸收光譜通過稀釋共軛溶液而改變 不！
在這種情況下，標簽程度（DOL）的確定在我們的工作規(guī)范中規(guī)定"蛋白質(zhì)標記“的描述。


兩種形式的聚合之間有一個基本的區(qū)別：

H 聚集體 （H = 催眠致變色）， 短波
當兩個或多個染料分子以這樣的方式相互連接時，就會發(fā)生這種類型的聚集，即它們的過渡偶極矩（在 S 的情況下0 – S1 過渡通常沿發(fā)色系統(tǒng)的縱軸運行）彼此平行。與單體吸收相反，觀察到一個半致變色的吸收帶。

由于空間接近，電子結(jié)構(gòu)相互影響，可以說兩個分子必須一起考慮。能級被分裂，量子力學現(xiàn)在允許的吸收躍遷更有能量，因此波長更短。從這種較高的激發(fā)狀態(tài)開始，發(fā)生快速的內(nèi)部轉(zhuǎn)換（IC），從而使熒光被淬滅。




J 單位（根據(jù) E.E. Jelley），長波
在這種類型的聚集中，獲得吸收帶的長波偏移，這與帶的半寬顯著減小有關(guān)。

J-聚集體通常存在于聚甲胺染料中，例如花青、亞菁或類似的發(fā)色團。Jelley和Scheibe使用染料假異氰素獨立地觀察了這一現(xiàn)象。對于由單個染料聚集形成的“超分子聚合物"的模型描述，已經(jīng)提出了各種類型。對分子關(guān)系簡單的描述是單個分子一個接一個地排列自己，因此過渡偶極矩也在同一條線上。對分子的共同考慮再次導(dǎo)致能級的分裂：量子力學允許的躍遷現(xiàn)在能量較低， 這解釋了吸收帶的長波偏移。



聚集會受到溶劑成分、鹽或其他物質(zhì)的添加以及濃度的強烈影響。在理想條件下，所述極窄的吸收帶可以在紫外/可見光譜中找到。此外，與H聚集體相比，可以在這里觀察到熒光，特別是在較低的溫度下： 然而，發(fā)射帶的最大值也非常窄，僅比吸收最大值長幾納米。
根據(jù)實驗條件，文獻中還描述了吸收帶的“展寬"，除其他外，通過包含J聚集體的禁止電子轉(zhuǎn)移來解釋。

ATTO 488 標記的磷脂
解決方案來自 阿托 488 標記的磷脂 純氯仿最初令人驚訝，因為它們具有意想不到的顏色：鈍溶液不是帶有亮綠色熒光的淺黃色，而是呈粉紅色至品紅色。吸收的長波偏移可以通過J-聚集體的存在來解釋。當所討論的溶液用甲醇稀釋時，顏色變?yōu)橥ǔ５狞S色陰影，并且可見強烈的熒光。通過改變?nèi)軇┙M成，聚集體被推回。
下圖顯示了 阿托 488 選擇 1，2-二棕櫚?；?錫-純氯仿和氯仿/甲醇溶劑混合物中的甘油-3-磷酸乙醇胺（DPPE）（8：2，v/v）：

 

在左側(cè)，兩種解決方案都在正常日光下顯示。在右側(cè)，當用紫外光（366nm）照射時，可以特別清楚地看到甲醇混合溶液的綠色熒光。