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光学では、光退色（退色とも呼ばれる）は、色素または蛍光体分子の光化学的変化によって、永久に蛍光を発しなくなる現象です。これは、蛍光体と周囲の分子との間の共有結合の切断または非特異的な反応によって引き起こされます。[ 1 ] [ 2 ]このような共有結合の不可逆的な変化は、蛍光体の一重項状態から三重項状態への遷移によって引き起こされます。完全な退色を達成するために必要な励起サイクルの数は様々です。顕微鏡では、蛍光分子を蛍光を発させるために必要な光照射によって最終的に破壊されるため、光退色は蛍光分子の観察を複雑にする可能性があります。これは、タイムラプス顕微鏡では特に問題となります。
しかし、光退色処理は、（主に抗体に結合した）蛍光分子を適用する前に、自家蛍光を抑制するために用いられる場合もある。これにより、信号対雑音比を向上させることができる。
光退色は、分子の運動や拡散を研究するためにも利用できる。例えば、FRAP法では、光退色部位での蛍光の回復を観察することで細胞成分の動きを確認できる。また、FLIP法では、複数回の光退色を行うことで、細胞内での蛍光消失の広がりを観察できる。
光退色による活性の低下は、光照射の強度や照射時間を減らす、蛍光色素の濃度を上げる、入射光の周波数を下げて光子エネルギーを減らす、あるいは退色しにくいより堅牢な蛍光色素（例えば、シアニン色素、Alexa Fluor、DyLight Fluor、AttoDyes、Janelia色素など）を使用することで制御できます。おおよそ、一定の環境下では、吸収・発光サイクルごとに光退色を引き起こす確率が等しくなるため、一定の照射（発光強度×発光時間×サイクル数）の後には、特定の分子は破壊されます。
光退色は、生物物理学におけるリアルタイム単一分子蛍光イメージングにおいて考慮すべき重要なパラメータです。単一分子蛍光イメージングで使用される光強度（典型的な実験設定では0.1～1 kW/cm² ）では、最も堅牢な蛍光色素でさえ、1回の光退色で最大10秒間発光し続けます。一部の色素では、酸素除去システムを使用することで寿命を10～100倍に延長できます（イメージングパラメータと信号対雑音比を最適化すると最大1000秒）。例えば、プロトカテキュ酸（PCA）とプロトカテキュ酸3,4-ジオキシゲナーゼ（PCD）の組み合わせが酸素除去システムとしてよく使用され、蛍光寿命を1分以上延長します。
分子は、その化学的性質によって、わずか数個の光子を吸収しただけで光退色するものもあれば、より頑丈な分子は破壊されるまでに何度も吸収・放出サイクルを繰り返すことができるものもある。
ここでいう「寿命」という用語は、蛍光寿命イメージングによって測定される「寿命」と混同してはならない。