Эффективный перенос энергии в макромолекулах и мембранах происходит, как правило, на малых расстояниях (соизмеримых с размерами хромофоров) и не описывается количественно ферстеровской моделью. Перекрывание спектров флуоресценции и поглощения не обязательно ведет к резонансному переносу. Величина такого переноса ниже величины тушения из-за конкурирующих процессов - дезактивации, образования эксиплексов, фотопереноса электронов. Это показано на потенциальных ферстеровских парах: тирозин - триптофан, триптофан - пирен, триптофан - АНС, антрацен -диметиламинохалкон, триптофан - НАДН, НАДН - флавин и других. В алкогольдегидрогеназе имеет место перенос энергии на НАДН с ближнего триптофанила Trp314, но нет переноса с Trp15, удаленного на 27 Е, что не укладывается в ферстеровскую модель. С помощью этидиум бромида, интеркалирующего в ДНК, продемонстрировано отсутствие миграции энергии вдоль цепи; перенос энергии на краситель происходит только с двух соседних нуклеотидов. Кроме того, для мембранных и клеточных структур показано, что скопление в них красителей или природных пигментов может приводить (за счет высокой оптической плотности в каждой отдельной частице) к микроэкранировке и микрореабсорбции света, вызывающим снижение интенсивности и искажение формы спектров возбуждения и излучения; этот осложняющий эффект нужно учитывать при измерениях переноса энергии. На основании опытов с триптофановыми аналогами, индолом и ароматическими углеводородами в полярных и неполярных растворителях предложена модель дробного переноса энергии в эксиплексах и эксимерах, заключающаяся в том, что тушитель выступает в качестве акцептора колебательных квантов, отдаваемых возбужденным донором, а возникающая бесструктурная полоса излучения принадлежит переходам из промежуточных (индуцированных акцептором) состояний донора. Обнаружена субнаносекундная компонента негативной амплитуды, характеризующая время образования эксиплекса между триптофаном и ОН-группой.