2. Люминесцентный анализ

Под люминесцентным анализом понимают комплекс методов исследования веществ, основанных на наблюдении их люминесценции.

Люминесцентный анализ может быть количественным (наблюдение люминесценции невооруженным глазом либо через микроскоп) и количественным (измерение интенсивности люминесценции, снятие и расшифровка спектральных характеристик люминесценции).

«Большая часть органических соединений (кислоты, эфиры, жиры, алкалоиды, красители и т. д.) в натуральном виде или после обработки соответствующими реактивами под действием ультрафиолетового излучения дает характерное по цвету люминесцентное свечение» [1], поэтому люминесцентный анализ находит достаточно широкое применение в фармации.

Люминесцентный анализ применяется в фармации для:

• обнаружения и идентификации флуоресцирующих компонентов в пище, лекарственных препаратах, растительном сырье с целью контроля чистоты веществ или исследования их состава (например, хлорофилл можно обнаружить по яркой флуоресценции красного цвета, риванол (витамин А) — по желто-зеленой флуоресценции [5]);

• обнаружения изменений, претерпеваемых веществом, если в процессе этих изменений вещество приобретает или утрачивает способность флуоресцировать, либо меняет цвет флуоресценции (например, при гидролизе аспирина получается салициловая кислота, обладающая флуоресценцией синего цвета, сам же аспирин не светится, поэтому по флуоресценции твердых препаратов аспирина можно судить о степени их разложения [5]);

• определения концентраций веществ в смесях по интенсивности их флуоресценции (точность такого определения очень велика и достигает 10^-10 г/см³ при обнаружении ряда органических веществ [6]).

Последнее из упомянутых выше применений носит название флуориметрии. Флуориметрия — это метод фотометрического анализа, основанный на измерении интенсивности флуоресценции испытуемых веществ [7].

Измерив интенсивность флуоресценции, можно пределить по ней концентрацию флуоресцирующего вещества в исследуемом растворе. Определение концентрации методом флуориметрии проводят в растворах с концентрациями 10^-5-10^-6 моль/л и менее, так как в этом случае между интенсивностью флуоресценции и концентрацией вещества наблюдается линейная зависимость (при более высоких концентрациях линейность нарушается) [7]. При этом ошибка определения концентрации флуоресцирующего вещества составляет около 5% [7].

3. Устройство и принцип действия флуориметра

Качественные выводы о составе исследуемого вещества могут быть сделаны и на основе визуального люминесцентного анализа, однако для получения количественных данных, например, концентрации флуоресцирующего вещества в растворе, необходимо использование специальных измерительных приборов.

Флуориметром называется прибор, позволяющий измерять интенсивность флуоресценции.

Спектрофлуориметром называется прибор, позволяющий регистрировать спектр флуоресценции.

Оптическая схема флуориметра представлена на рис. 1 [4]. Здесь А — кювета с раствором исследуемого вещества, Б — система для возбуждения молекул исследуемого вещества, В — система регистрации флуоресценции.

Система Б для возбуждения молекул состоит из источника ультрафиолетового излучения 1, диафрагмы 2, шторки для прерывания светового потока 3, светофильтра 4 и конденсора 5.

Система В регистрации флуоресценции, состоит из двух одинаковых частей, каждая из которых включает в себя конденсор 6, светофильтр 7, фотоэлемент 8, и не показанные на рисунке электронный усилитель и амперметр.

Рис. 1. Оптическая схема флуориметра [4].

Свет от ртутной лампы 1 падает на кювету А с раствором исследуемого вещества, которое начинает флуоресцировать. Флуоресцентное излучение попадает на фотоэлементы 8, которые преобразуют его энергию в энергию электрического тока.

По силе электрического тока, создаваемого фотоэлементами 8, можно судить об интенсивности попавшего на них флуоресцентного излучения. При работе в пределах линейного участка передаточной характеристики фотоэлемента сила этого тока будет прямо пропорциональна интенсивности излучения. Таким образом, величиной, непосредственно измеряемой флуориметром, является интенсивность флуоресценции, определяемая в условных единицах — показаниях микроамперметра.