Zwillingsrekombination als Photostabilisierungsmechanismus für Fluoreszenzfarbstoffe

Entgegen der üblichen Annahme aufgrund von Photozerstörungswegen durch höher angeregte Zustände zeigen wir, dass eine weitere Verbesserung der Photostabilität mit diffusionsbasierten Photostabilisierungsstrategieren möglich ist. Einzelmolekül‐Fluoreszenzspektroskopie offenbart, dass Thiolationen effektiv Triplett‐Zustände durch photoinduzierten Elektronentransfer löschen. Dabei entsteht selten ein Radikalanion, sondern der Farbstoff kehrt durch einen nahezu instantan erfolgenden Elektronen‐Rücktransfer (Zwillingsrekombination) effizient in den Grundzustand zurück. Für gewöhnlich verwendete Reduktionmittel wie Ascorbinsäure oder Trolox wird hingegen keine Zwillingsrekombination beobachtet. Der Mechanismus vermeidet die Bildung von Radikalkationen und verbessert die Photostabilität von Fluorophoren. Wir zeigen, dass eine Kombination aus β‐Mercaptoethanol und klassischem reduzierenden und oxidierenden System für einige Farbstoffe die besten Resultate liefert. Einzelmolekülspektroskopie offenbart einen neuen Mechanismus für diffusionsbegrenzte Photostabilisierung. Zwillingsrekombination nach Reduktion organischer Farbstoffe durch Thiole verbessert die Photostabilität, indem die Bildung von Zwischenstufen auf dem Weg zur Photozerstörung, wie photooxidierten Zuständen, vermieden wird. Stabile und langanhaltende Fluoreszenz kann durch eine Kombination mit klassischen ROXS‐Puffern erreicht werden.