Флуориметрия и фотометрия

 Первое описание люминесценции как специфического свечения раствора оставил в 1577 г. испанский врач и ботаник Николас Монардес. В 1852 г. Стокс установил связь между интенсивностью флуоресценции и концентрацией. Он же предложил использовать флуоресценцию как метод химического анализа. Первый пример практического определения Al (III) по люминесценции его комплексов с морином опубликовал Гоппельшредер в 1867 г. Он же вел и термин «люминесцентный анализ».

Сегодня люминесцентные анализ охватывает широкий круг методов определения разнообразных объектов от простых ионов и молекул до высокомолекулярных соединений и биологических объектов. Детектируется люминесценция самого объекта или его производных, возможно также использование изменения люминесценции специфичных агентов. Для сложных проб люминесцентное детектирование сочетается с химическим разделением (хроматография, электрофорез) или с биологическим выделением (иммуноанализ, метод полимеразной цепной реакции - ПЦР).

Процесс люминесценции включает в себя переход молекул на возбужденный электронный уровень, колебательную релаксацию в возбужденном состоянии, переход на основной электронный уровень либо с испусканием света (собственно люминесцентное излучение), либо безызлучательно и колебательной релаксации в основном состоянии.

Важные для химического анализа свойства люминесценции:

 

1. Возможность различения объектов по способам возбуждения люминесценции и его параметрам, например: фотолюминесценция (спектр возбуждения); хемилюминесценция (параметры реакции); перенос энергии (характер донорно-акцепторного взаимодействия и условия возбуждения донора).
2. Возможность различения объектов по параметрам излучения: спектр излучения; кинетика высвечивания (при импульсном возбуждении фотолюминесценции или при импульсном смешении хемилюминесцентных реагентов)
3. Возможность регистрации люминесценции в отсутствии иных свечений в спектральном диапазоне регистрации.
4. Интенсивность люминесценции прямо пропорциональна интенсивности возбуждения.
5. Параметры люминесценции молекул и ионов в конденсированной среде, как правило, сильно зависят от свойств матрицы и, в первую очередь, ближайшего окружения.

Благодаря этим особенностям достигнуты очень низкие пределы определения (до 1 ppt и ниже) и высокая селективность (например, разделение ПАУ).

Зависимость параметров люминесценции молекул и ионов от свойств матрицы, рассматривавшееся ранее как помеха к внедрению люминесцентного анализа, стало в последнее время активно использоваться при создании высокочувствительных люминесцентных зондов. Показателен пример полимеразной цепной реакции (ПЦР) с изменением спектра люминесценции зонда за счет изменения условий переноса энергии при определении искомой ДНК. Это же свойство в некоторых случаях позволяет повысить селективность анализа за счет подбора условий (температура, растворитель, структура ближайшего окружения), оптимальных для индивидуального объекта. Так, например, собственная люминесценция свинца регистрируется в галоидных комплексах при низких температурах, а люминесценция актиноидов – либо в низкомолекулярных комплексах, либо в спеках.

Применимость к разнообразным объектам, высокая чувствительность и селективность методов люминесцентного анализа сочетаются с возможностью реализации их на относительно недорогой и компактной аппаратуре.

Анализаторы типа «Флюорат-02» являются примером доступной лабораторной аппаратуры, реализующей возможность фотолюминесцентных и хемилюминесцентных измерений. Примененные в них импульсные плазменные источники света обеспечивают высокую чувствительность, широкий спектральный диапазон и возможность кинетических измерений с разрешением по времени до 10 в –5 степени – 10 в – 6 степени секунд. Кроме того, эти приборы позволяют легко регистрировать люминесценцию при низких температурах (77к), а также могут использоваться в качестве флуоресцентного детектора в жидкостной хроматографии.

Тысячи таких приборов, появившихся в лабораториях в последние годы, и десятки методик химического биохимического и микробиологического анализа, реализованных на них, являются хорошим примеров эффективности люминесцентного анализа в экологии и санитарии, водоснабжении и энергетике, пищевой и химической промышленности, медицине и других отраслях.
 
Автоматические процессные анализаторы типа «Флюорат-А», сочетающие проточно-инжекционные и проточно-экстракционные методы с люминесцентным детектированием, являются примером внедрения люминесцентного анализа в технологические линии энергетики, водоснабжения, химической промышленности и др. Дальнейшее развитие приборов направлено как на разработку более мощных универсальных инструментов (например, с разрешением по времени до 10 в – 8 степени – 10 в – 9 степени), так и на разработку экономичных специализированных анализаторов.

Дальнейшее развитие методов связано с прогрессом в обработке многомерных спектров; развитием люминесцентных меток и зондов; освоением в аналитических целях новых методов возбуждения люминесценции.

Источник: https://www.lumex.ru/methods/lyuminesczencziya.php