Chemiluminescența și aplicațiile ei analitice

I. CHEMILUMINESCENTA SI

APLICATIILE EI ANALITICE

1.1. Chemiluminescenta. Generalitati.

Fenomenele de luminescenta sunt cunoscute de foarte mult timp. Dintre acestea, bioluminescenta a fost prima care a atras atentia oamenilor inca din preistorie si a fost obiectul unor mituri si legende [3]. Chemiluminecenta a fost descoperita mult mai tarziu, in 1877 cand Radziszewski [4] a observat ca lopohina emite lumina verde cand reactioneaza cu oxigenul in prezenta unei baze. Lofina este prima substanta de sinteza care prezinta fenomenul de chemiluminescenta. De atunci a fost sintetizat un numar mare de compusi ce prezinta propietati chemiluminescente. Printre acestia, luminolul a fost descperit de Albrecht in 1928. reactia de oxidare a acestuia este catalizata de catre homoglobina din sange si atorita acestui fapt a putut fi folosit pentru indentificarea sangelui in diferite investigatii criminalistice. De atunci aplicatiile analitice ale chemiluminescentei au crescut ca numar si s-au diversificat, mai ales in ultimii ani. Aceasta atentie se datoreaza mai ales sensubilitatit mari a reactiilor chemiluminescente, putandu-se astfel ajunge in domeniul analizei de urme.

Luminescenta sau “lumina rece” este emisia luminii de catre substante care au absorbit energie. In functie de tipul de energie absorbita, fenomenele luminescente pot fi clsificate in:

a) Chemiluminescenta – energie chimica din reactii chimice;

b) Bioluminescenta – energie chimica din reactii biochimice;

c) Termoluminescenta – energie termica;

d) Sonoluminescenta – energie mecanica;

e) Electroluminescenta – energie electrica;

f) Radioluminescenta – energie provenita din reacti nucleare;

g) Fotoluminescenta – energie luminoasa;

h) Crioluminescenta – energie mecanica.

Pe langa aceste mai pot exista si fenomene de luminescenta care apar la absortia simultana a doua sau mai multe tipuri de energie cum ar fi radiotermoluminescenta, radiofotoluminescenta, electrofotoluminescenta, etc.

Dupa cum se stie, electronii, in molecula, se pot afla numai pe anumite nivele de energie cuantificate. Datorita absortiei de energie, electroni pot trece din starea fundamentala intr-o stare excitata prin procesul 1 (fig.1). Revenirea electronilor de pe nivelul pe nivelul duce la radiatie electromacnetica (procesul 2). Variatia energiei in acest proces este data de relatia:

unde h este constanta lui Planck si radiatiei emise.

Fig. 1 Absorbtia si emisia de energie

In functie de diferenta energetica dintre cele doua nivele, E, radiatia emisa va fi in domeniul razelor X, UV, VIZ sau IR.

Daca emisia luminii se face in urma absortiei energiei provenite de la o reactie chimica avem de a face cu chemiluminescenta. Aceasta poate fi definite ca fiind o emisie de radiatie luminoasa ce apare ca urmare a conversiei partiale a energiei chimice, eliberata intr-o reactie exoterma, in energie de excitare electronica, in anumite tipuri de molecule [6].

Fie reactia de chemiluminescenta:

Unde este produsul reactiei exoterme aflate intr-o stare electronica excitata, capabil sa emita radiatia luminoasa direct (chemiluminescenta direct) sau indirect, printr-un transfer de energie la un acceptor numit fluorofor (chemiluminescenta indirecta).