48. Люминесценция. Спектры люминесценции. Виды люминесценции. Закон Стокса для фотолюминесценции. Хемилюминесценция. Люминесцентная микроскопия.

Люминесценцией называют избыточное над тепловым излучение тела, имеющее длительность, значительно превышающую период (10^-15с) излучаемых световых волн.

Люминесценция обычно наблюдается в видимой или ультрафиолетовой областях спектра. Люминесценция наблюдается при любых температурах, поэтому ее часто называют холодным свечением. Люминесцируют электронно-возбужденные молекулы (атомы).

Виды люминесценции:

Л., вызванная заряженными частицами:

ионами-ионолюминесценция,

электронами-катодолюминесценция,

ядерным излучением-радиолюминесценция.

Л. под воздействием рентгеновского и гамма – излучения называют рентгенолюминесценцией,

Фотонов видимого света – фотолюминесценцией.

При растирании, раздавливании или раскалывании некоторых кристаллов возникает триболюминесценция.

Электрическим полем возбуждается электролюминесценция, частным случаем которой является свечение газового разряда.

Люминесценцию, сопровождающую экзотермическую химическую реакцию, называют хемилюминесценция.

Спектром люминесценции называют зависимость интенсивности люминесцентного излучения от длины волны испускаемого света. Наиболее простые — атомные спектры, в которых указанная выше зависимость определяется только электронным строением атома. Спектры молекул гораздо более сложные вследствие того, что в молекуле реализуются различные деформационные и валентные колебания. Форма спектра Л. не зависит от способа возбуждения молекулы. Спектральное положение полосы флуоресценции зависит от длины системы сопряженных двойных связей l:

Чем больше l, тем большей длине волны соответствует максимум флуоресценции(лямбда макс)

Фотолюминесценцией называется излучение электромагнитной энергии, возбуждаемое в веществе под действием оптического излучения ультрафиолетового или видимого диапазонов, избыточное по сравнению с тепловым излучением, при условии, что такое избыточное излучение имеет длительность, превышающую период электромагнитных колебаний (люминесценция) и время релаксационных процессов.

Закон Стокса для фотолюминесценции:

спектр люминесценции сдвинут в длинноволновую область относительно спектра поглощения того же соединения. Причина сдвига спектров заключается в том, что электронный переход при поглощении происходит с нижнего колебательного уровня основного состояния на любые колебательные уровни возбужденных электронных уровней, при этом часть энергии возбуждения молекул переходит в тепло.

Хемилюминесценцией называют свечение, сопровождающее химические реакции. Наличие такого свечения означает, что энергия, которая выделяется на одной из стадий химического процесса оказывается достаточной для образования одного из продуктов реакции в электронно-возбужденном состоянии. Х. в системах, содержащих активные форсы кислорода(пероксид водорода).

Х. сопровождает реакции цепного окисления органических соединений. Измерение характеристик Х.- удобный метод контроля за течением химической реакции, это наиболее чувствительный метод для обнаружения свободных радикалов.

Люминесцентная микроскопия — оптическое исследование микрообъектов, окрашенных специальными красителями (флюорохромами), испускающими свечение при воздействии ультрафиолетовыми лучами. Для люминесцентной микроскопии применяются специальные оптические устройства и микроскопы, основной частью которых является источник ультрафиолетовых лучей и система фильтров к нему. Флюорохромы, как правило, флюоресцируют по-разному в зависимости от химического состава структур, с которыми они взаимодействуют.

Видимая люминесценция препарата возбуждается либо сине-фиолетовым светом, либо ультрафиолетовыми лучами. При люминесцентной микроскопии можно изучать и вторичную люминесценцию клеток и тканей.