ホタルルシフェリン
結晶ルシフェリンは蛍光性であり、327nmにピークを持つ紫外光を吸収し、530nmにピークを持つ光を放出することが分かった。オキシルシフェリンが一重項励起状態から基底状態に緩和することで可視発光が生じる。アルカリ性溶液では、ベンゾチアゾールのヒドロキシ基の脱プロトン化に起因すると思われる吸収の赤方偏移が見られたが、蛍光発光に影響はなかった。ルシフェリンのAMPエステルであるルシフェニルアデニル酸塩は、溶液中で自然に発光することが分かっている。ホタルの種類により、同じルシフェリンを使用しても発する色が大きく異なる。Photuris pennsylvanicaの発する色の波長は552 nm(緑黄色)であり、Pyrophorus plagiophthalamusの発する色の波長は582 nm(橙色)と測定されている。このような違いはpHの変化やルシフェラーゼの一次構造の違いによるものと思われる。ホタルルシフェリンの基質を改変することで赤方偏移した発光(波長675nmまで)が得られている。