Концентрацію розчину визначають за калібрувальним графіком. Концентрацію невідомого розчину (Cx) можна вирахувати також

математично за відомою концентрацією еталонного розчину Ce

випромінювання в УФ і в видимій області спектру;

-хемілюмінесценцію – світіння речовини за рахунок енергії хімічної реакції;

-рентгенлюмінесценцію – світіння речовини під дією рентгенівських променів;

-катодолюмінісценцію – світіння речовини під дією потоку електронів (катодні промені) в газовій фазі;

-термолюмінесценцію – світіння речовини при збудженні її

нагріванням.

Відомі і інші види люмінесценції, які значно рідше використовуються в аналітичних дослідженнях(радіолюмінесценція, іонолюмінесценція, атомна флуоресценція і ін.).

За тривалістю післясвітіння розрізняють:

-флуоресценцію (спонтанну люмінесценцію) – світіння, яке

припиняється одразу після припинення дії джерела збудження (час післясвітіння ≈ 10-6 – 10-9 с). Речовини, що флуоресціюють, називають флуорохромами

-фосфоресценцію – світіння, що продовжується деякий час

після припинення дії джерела збудження (≈ 10-2 – 10-3 с).

В дослідженнях органічних і біологічних об’єктів із усіх видів люмінесценції найбільшого поширення набула флуоресценція.

259

23.5. Флуоресцентний аналіз

Флуоресцентний аналіз оснований на викорис флуоресценції певної речовини, збудженої енергією випромінювання в УФ і видимій області спектру.

Явище люмінесценції відоме здавна, однак детальне його вивчення почалося з кінця ХІХ .століттяТеорія люмінесцентного випромінювання базується на основі теорії світла. Практичне його застосування почалося приблизно в 50-х роках ХХ ст. В залежності від ха-

-світіння дискретними центрами, що виникає тоді, коли по-

глинають і випромінюють променеву енергію одні й ті самі молекули (так флуоресціюють розчини і випари);

-рекомбіноване світіння, яке виникає у випадку, коли в перетворенні енергії приймає участь вся флуоресціююча речо-

вина (таке світіння виникає у кристалах).

В фізико-хімічних методах аналізу використовують головним чином дискретне світіння розчинів.

Природа люмінесцентного випромінювання розглядається, виходячи з енергетичної моделі молекули. Якщо при збудженні молекули електрон переходить на більш високий підрівень, поглинаючи енергію, а

потім переходить на нульовий підрівень E00 , то в цьому випадку

Евип. < Епог. і n пог. > n вип., l пог. < lвип.,

де Евип. – енергія флуоресцентного світіння Епог. – енергія, поглинута речовиною в процесі опромінювання

n пог. і n вип. – частота поглинутої і випромінюваної променевої енергії, відповідно

l пог. і lвип. – довжина хвилі поглинутої і випромінюваної променевої енергії.

Стокса – Ламмеля: Спектр флуоресценції завжди зміщений в сторону більш довгих хвиль в порівнянні з спектром поглинання тієї ж речовини

(рис. 23.5.1).

Віддаль між положеннями максимумів в спектрі поглинання і в спектрі флуоресценції називають стоксівским зсувом.

260

Рис. 23.5.1. Спектр поглинання (1) і спектр флуоресценції(2): А – світлопоглинання; Ilm – інтенсивність люмінесценції; l - довжина хвилі

Спектральні характеристики, що дозволяють відрізнити одну флуоресціюючу речовину від іншої використовують для якісного флуоресцентного аналізу. Максимуму спектру відповідає колір флуоресцентного світіння. Наприклад, деякі алкалоїди флуоресціюють характерними для них кольорами: кокаїн – світло-синім, кодеїн – слабо-жовтим, нікотин – темно-фіолетовим. таким чином, по кольору флуоресценції

можна визначити присутність того чи іншого алкалоїду в медичному препараті.

Метод кількісного флуоресцентного аналізу оснований на прямопропорційній залежності між інтенсивністю флуоресценціїIlm і концентрацією C певної речовини в розчині:

де k – коефіцієнт пропорційності.

Флуоресцентний аналіз слід проводити в умовах, при яких квантовий вихід флуоресценції був би постійним(закон Вавілова) і максимальним:

261

-фізичну структуру мембран, білків, ліпопротеїдів;

-мембранні потенціали і їх зміни;

-потік іонів через мембрани;

-зміни у мембрані при зв'язуванні з клітиною однієї чи кількох молекул зовнішнього фактору;

-рН;

-локалізацію молекул у мембрані з точністю 2 – 3 Е;

-визначати кількість молекул, які зв'язались з біологічною структурою за час менший, ніж 10 мс;

-спостерігати за рухом молекул у мембранах і ліпопротеїдах,

який відбувається за час 10-2 с, та ін.

Флуоресценцію вивчають на спектрофлуориметрах, які мають близьку конструкцію до спектрофотометрів(рис. 23.5.2). Відмінністю є те, що після опромінення (збудження) зразка (lзб) сигнал флуоресценції (lфл) реєструють під кутом90°. Тому всі стінки вимірювальної кювети повинні бути прозорими.

Рис. 23.5.2. Схема спектрофлуориметру

262