光的吸收导致染料分子进入电子激发态。吸收的能量仅储存很短的时间，并且可以在激发态寿命结束后再次辐射，例如作为荧光。
在染料溶液中，被激发的染料分子可以被视为电偶极子或振荡器，如果它们之间的距离足够大，则它们不会相互影响。
当发色团之间的平均距离约为5-10nm时，振荡器的“辐射场”才产生影响。两种染料分子之间的这种相互作用可以通过福斯特共振能量转移（FRET）模型来描述。
如果发色团之间的距离变得更小，例如在非常浓缩的溶液中，则各个振荡器可以通过静电相互作用强烈地相互影响。由于单个染料分子的分子间相互作用，这种燃料溶液的吸收和荧光行为都会发生强烈变化。
水中的罗丹明6G
浓缩的罗丹明6G水溶液的UV/Vis光谱显示主吸收带的短波侧翼有一个肩部。通过稀释溶液并增加比色皿的光程（d）来改变浓度（c）以弥补稀释，即根据朗伯-比尔定律总是期望相同的吸光度，可以观察到以下光谱：
等吸光点的出现 - 所有相关物质的浓度变化是线性的，dE/dc = 0，表明两种（或更多）物质彼此处于动态平衡。
解离或缔合/络合常数可以通过实验确定：在稀释系列中，溶液的稀释始终通过光程的变化进行补偿，“有效消光系数”可以通过在（单体）最大，了解稀释因子和初始样品浓度。该样品浓度是根据不发生二聚化的非常稀释的溶液的紫外光谱确定的。由于朗伯-比尔定律中不同物种的吸收表现相加，因此可以通过了解基础反应来写出有效消光或有效消光系数。通过解离常数的参数变化和图形分析，获得一条直线，从其斜率和轴截面可以确定单体和二聚体的消光系数。
疏水相互作用
有机染料的聚集尤其发生在水或高离子强度的溶剂中。主要原因是分子间范德华力，即所谓的“疏水相互作用”。亲脂性染料分子通过使水合物壳具有尽可能小的表面积来试图避开亲水性水分子。这种现象也是导致染料吸附在玻璃表面或与基材分子非特异性结合的原因。
形成二聚体或更高聚集体的趋势取决于
-染料的浓度- 浓度越高，聚集越大
-溶剂- 在水或甲醇中，与乙醇或其他有机溶剂不同，可以更频繁地观察到聚集。通过比较ATTO 565在PBS缓冲液（pH 7.4）和乙醇与三氟乙酸 (TFAc) 中的等浓度溶液的吸收光谱，令人印象深刻地证明了这一点：
-存在的任何电解质（盐），尤其是在氯仿等有机溶剂中形成离子对（染料阳离子和抗衡离子）时
-温度- 在较高温度下，热运动使聚集更加困难
-染料的分子结构- 染料与疏水性更强的染料（例如ATTO Rho6G、ATTO Rho11、ATTO Rho12等）相比，亲水基团（例如ATTO 488 、 ATTO 532 、ATTO 542等）在水溶液中不会发生聚集：
由于这是动态平衡，因此可以通过稀释溶液将二聚体重新转化为单体。当测量的吸收光谱不随着进一步稀释和光路的相应增加而改变时，就达到了“单体光谱”。对于大多数疏水性ATTO染料，吸光度约为0.04。
蛋白质缀合物中的分子内相互作用/DOL测定
染料NHS酯与蛋白质氨基的反应可能会产生染料缀合物，其中共价结合的染料分子紧密相邻并且可以彼此相互作用。这可能会导致吸收光谱发生强烈变化，如ATTO 565阶梯亲和素缀合物的示例所示：
在缀合物光谱中，观察到附加的短波吸收带，类似于浓度足够高的染料水溶液。由于这是共价结合的染料分子的分子内相互作用，因此当缀合物溶液稀释时，吸收光谱不会改变！
聚集体有两种主要类型：
H聚集体（H = hypsochrome）
当两个或多个染料分子以其跃迁偶极矩定位时（通常沿着S0 -S1中发色系统的纵轴），就会发生这种类型的聚集。过渡）彼此平行。与单体吸收相反，观察到吸色偏移的吸收带。 由于空间接近，电子轨道相互影响，两个分子必须被视为一个整体。能级被分开，量子力学规则允许的吸收具有更高的能量，因此发生在更短的波长处。从这种能量较高的激发态开始，会发生快速的内部转换（IC），因此不再可能产生荧光。
J聚集体（根据EE Jelley）
这种类型的聚集会导致吸收带的长波偏移，这与能带半宽度的显着减小有关。
J聚集体通常存在于聚次甲基染料中，例如花青、部花青或类似的发色团。Jelley和Scheibe首次在假异花青染料上独立观察到了这一现象。
对于由单个染料组合而成的 "超分子聚合物"，人们提出了不同类型的模型描述。对分子关系最简单的描述是，单个分子一前一后排列，因此过渡偶极矩也是一致的。分子的集体考虑导致能级分裂： 量子力学允许的转变现在能量较低，这就解释了吸收带的长波偏移。
聚集会受到溶剂组成、盐或添加剂的添加以及染料浓度的强烈影响。在理想条件下，可以在紫外/可见光谱中观察到极窄的吸收带。与H聚集体相反，这种类型的聚集体可以发出荧光，尤其是在较低温度下：然而，非常窄的发射带的最大值相对于吸收最大值仅红移几纳米。
根据实验条件，文献中报道了吸收带的“加宽”，这可以通过包含J聚集体的禁电子转移来解释。
ATTO 488标记磷脂
ATTO 488标记的磷脂在氯仿中的溶液首先会呈现出意想不到的颜色： 未稀释的该溶液不是浅黄色和明亮的绿色荧光，而是呈现粉红色至洋红色。这种长波偏移吸收可以用J聚合物的存在来解释。当用甲醇稀释该溶液时，颜色会变为黄色，并发出强烈的荧光。通过改变溶剂成分，聚集体就会减少。下图显示了ATTO 488标记的1,2-双(二苯基膦)乙烷（DPPE）在纯氯仿和在氯仿/甲醇（8:2，V/V）混合溶剂中的两种溶液的情况：
左边显示的是两种溶液在正常日光下的情况。右图中，与甲醇混合的溶液在紫外线（366纳米）照射下发出的绿色荧光特别明显。
参考文献
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