QUIMIOLUMINISCENCIAGABRIEL VARGAS HIZA

MARIA RENEE SALAZAR HERBASDOCENTE: Ing. Marcelo Rojas

 

II – 2012Cochabamba – Bolivia

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE INFORMATICA Y ELECTRONICACAMPUS TIQUIPAYA

QUIMIOLUMINISCENCIA

INTRODUCCIONQuimioluminiscencia (QL) fenómeno químico en el cual la

reacción libera energía (reacción exotérmica) luz, debido excitación de electrones que al retornar a su estado original emiten radiaciones en el espectro visible.

quimioluminiscencia en organismos vivos (figura 1), bioluminiscencia, y es un método de defensa o atracción en el apareamiento animales marinos de las profundidades de los océanos, o más comúnmente por las luciérnagas.

Figura 1. Fenómeno de bioluminiscencia

• experimenta un creciente interés, simple, barata y sensible para cuantificar una gran variedad de compuestos.

• primera aplicación de la QL como técnica analítica Erdey en 1957, Las investigaciones de la QL datan de los 70 y 80 .

FUNDAMENTOS DE LA QUIMIOLUMINISCENCIALuminiscencia emisión de luz asociada con la disipación de energía con una sustancia electrónicamente excitada. Si los electrones de un componente luminiscente son estimulados por una luz en estado normal, estos dan energía en forma de luz cuando ellos regresan al estado.

Quimioluminiscencia producción de luz una reacción química. Dos compuestos químicos reaccionan para formar un intermediario en estado excitado (alta energía), que se desexcita liberando parte de su energía como luz para alcanzar su estado fundamental

A + B -> AB* -> Productos + LuzIntermediario en estado excitado

Un electrón se encuentra en órbita n=1. El electrón cae a la posición original en el estado fundamental (órbita n = 1).

Absorcion de energia

Figura 1: Movimiento entre órbitas electrónicas. Un átomo de hidrógeno en su estado fundamental.

Cuando el átomo de hidrógeno absorbe un cuantode energía, es promovido a un estado energético superior ( n = 2) y ahora está en un estado excitado (alta energía). Esto se indica dibujando un asterisco (*) al lado de la molécula.

En el proceso, un paquete de energía (fotón) es liberado en forma de radiación electromagnética. La longitud de onda depende de la cantidad de energía.

Barras luminosasFigura 2. Fenómeno de quimioluminiscencia

Las barras luminosas comprenden un tubo de plástico que contiene una mezcla de oxalato de difenilo y un colorante (color barra). En el interior del tubo de plástico hay un pequeño tubo de vidrio que contiene peróxido de hidrógeno. Cuando el tubo exterior de plástico es doblado, el tubo de cristal interior se rompe, liberando el peróxido de hidrógeno e iniciando una reacción química luz .

la intensidad de emisión es función de la concentración de las especies químicas, usa fines analíticos. Limitaciones.*dependencia de la emisión QL de factores ambientales que deben ser controlados. *falta de selectividad, un reactivo QL no se limita a un único analito. *la emisión QL no es constante varía con el tiempo (el flash de luz está compuesto de una señal que se produce tras la mezcla de los reactivos, alcanza un máximo y después cae hasta la línea de base), varia ampliamente.Detectar señal periodos de tiempo definidos

Figura 3. Quimioluminisencia en función del tiempo.

MECANISMOS DE LAS REACCIONES QUIMIOLUMISCENTESQuimioluminiscencia directa:

Quimioluminiscencia indirecta

dos reactivos, A y B. reaccionan dando un intermedio de reacción en un estado electrónicamente excitado. Este intermedio, al relajarse hasta el estado fundamental, emite un fotón. A veces se requiere un catalizador que disminuya la energía de activación y aumenta el rendimiento cuántico de la reacción .

mecanismo mismo para la formación del intermedio, pero este intermedio no puede emitir directamente el fotón para dar la QL y requiere la presencia de un fluoróforo al cual le transfiere la energía, de forma que se excita y al volver a su estado fundamental emite un fotón.

Figura 3. Mecanismos de la quimioluminiscencia.

INSTRUMENTACIÓN BÁSICAComponentes principales

• Célula de reacción. • Compartimiento cerrado a la luz.• Dispositivo de inyección y mezcla de

reactivos.• Detector de luz.• Sistema de adquisición y procesador de

señal.

Compartimiento cerrado a la luz

Se coloca la célula de reacción con objeto de que toda la luminiscencia sea captada por el detector.Debe estar sellado a luz ambiental para evitar posibles interferencias.Debe colocar tan cerca como sea posible del detector para conseguir una máxima eficiencia óptica.

Introducción de la muestra y los reactivoslos sistemas pueden clasificarse en: estáticos o sistemas en flujo. En los sistemas estáticos, pequeñas

porciones de muestra y reactivo CL se mezclan rápidamente en la cubeta de reacción, frecuentemente a temperatura controlada.

en flujo continuo se usan en reacciones en disolución y en fase gaseosa. La muestra y los reactivos son continuamente bombeados y mezclados a través de un conector, en donde se produce la mezcla, que está muy próximo a la célula en donde se realiza la detección.

Célula de reacción

El tipo de célula de reacción va depender de que la reacción de QL se lleve a cabo en fase líquida, sólida o gaseosa.

Detector

Hay cuatro requerimientos básicos.debe ser capaz de detectar una señal

luminosa de varios órdenes de magnitud de intensidad.

debe ser sensible al menos en la región espectral de 400-600 nm, idealmente en la región completa del visible (380-750 nm).

La señal registrada por el detector debe estar relacionada directamente con la intensidad de luz que ha llegado a él. La señal producida por el detector debe poder ser fácilmente leída, registrada y analizada.

La velocidad de respuesta del detector debe ser más rápida que la velocidad de la reacción de QL, si no, la señal será una versión distorsionada de la señal original.

Acondicionamiento de la señal, manipulación y lecturaLa corriente fotoanódica procedente del

fotomultiplicador es convertida en primer lugar en voltaje con un amplificador operacional en la configuración corriente-a-voltaje. La señal de salida de los transductores analógicos se convierte a digital.

PRINCIPALES APLICACIONES QUIMIOLUMINISCENTES

Las grandes aplicaciones analíticas de la QL hacen de esta técnica un campo de investigación muy interesante en una amplia variedad de disciplinas, que incluyen técnicas de separación en análisis químico, biológico, farmacéutico, biomédico y alimentario, control de calidad, medicina forense etc.

 

VENTAJAS DE LA QUIMIOLUMINISCENCIA Alta sensibilidad. No emplea radioactividad. No genera riesgo contaminante ni ruido de

fondo a la hora de efectuar el proceso del análisis de una muestra.

Los resultados son rápidos (generalmente a los 15 min).

Equipos automatizados de fácil manejo.

Bibliografia http://www.revistasbolivianas.org.bo/pdf/vc/v

1n2/v01n2a10.pdfhttp://www.scienceinschool.org/2011/

issue19/chemiluminescence/spanishhttp://katnishzescience.blogspot.com/2011/01

/principios-de-la-quimioluminiscencia.htmlhttp://aportes.educ.ar/quimica/nucleo-

teorico/influencia-de-las-tic/las-nuevas-herramientas-de-medida/innovacion_tecnologica.php

Gracias!