38PM86｜第38回臨床工学技士国家試験過去問

蛍（けい）光について正しいのはどれか。ａ．生体は蛍光を発生しない。ｂ．蛍光発光によりエネルギー準位が上がる。ｃ．蛍光発光の波長は物質によらず一定である。ｄ．励起光とは異なる波長で発光する。ｅ．励起状態から基底状態への遷移により発光する。

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正解: 5

正答

この問題では、蛍光の基本原理が問われています。

蛍光では、物質が励起光を吸収して高いエネルギー状態になり、その後、低いエネルギー状態へ戻るときに光を放出します。

小項目の正誤は次のように整理します。

したがって、ｄ、ｅを含む選択肢5が正答です。

蛍光は、物質が光を吸収して励起状態になり、その後、基底状態へ戻るときに光を放出する現象です。

励起光を吸収すると、分子や原子の電子は高いエネルギー準位へ移ります。その後、エネルギーを失いながら低い準位へ戻る過程で、蛍光として光を発します。

蛍光発光では、吸収した励起光よりも低いエネルギーの光が放出されることが多いため、一般に蛍光の波長は励起光とは異なり、励起光より長波長側になります。これをストークスシフトとして理解します。

また、生体内にも蛍光を示す物質があります。たとえば、NADH、FAD、コラーゲンなどは自家蛍光に関係します。さらに、蛍光色素や蛍光標識を用いた検査・観察も医用工学で重要です。

ひっかけポイント
「発光する」という言葉からエネルギー準位が上がると考えやすいですが、蛍光発光は励起状態から低いエネルギー状態へ戻るときに起こります。

医用工学でのポイント
蛍光は、蛍光内視鏡、蛍光顕微鏡、フローサイトメトリ、蛍光標識検査などに応用されます。励起光と蛍光の波長が異なることを利用して信号を分離します。

1．誤り。
選択肢1はａ、ｂの組合せです。生体にも自家蛍光を示す物質があり、蛍光発光ではエネルギー準位が上がるのではなく下がります。

2．誤り。
選択肢2はａ、ｅの組合せです。ｅは正しいですが、ａが誤りです。生体は蛍光を全く発生しないわけではありません。

3．誤り。
選択肢3はｂ、ｃの組合せです。蛍光発光ではエネルギー準位は下がり、発光波長は物質によって異なります。

4．誤り。
選択肢4はｃ、ｄの組合せです。ｄは正しいですが、ｃが誤りです。蛍光発光の波長は物質や環境により異なります。

5．正しい。
選択肢5はｄ、ｅの組合せです。蛍光は励起光とは異なる波長で発光し、励起状態から基底状態への遷移により発光します。