Kimioluminiszentzia

Wikipedia, Entziklopedia askea
Jump to navigation Jump to search
Luminolaren erreakzio kimikoa ingurune oxidatzailean

Kimioluminiszentzia erreakzio kimiko baten ondoriozko argiaren emisioa (luminiszentzia) da:

A + B → Produktuak* + Argia

Adibidez, [A] luminol eta [B] hidrogeno peroxidoaren presentzian jarriz gero aminoftalatoa lortuko dugu.

Informazio orokorra[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Egoera kitzikatu batean dagoen elektroi bat oinarrizko egoerara jaistean, energia altuagoko orbital mailatik baxuagora jaistean, energia argi moduan emititu egiten da[1]. Kasu honetan, energia hau fotoi moduan igortzen da eta teorian, molekula bakoitzeko fotoi bat emititu egiten da.

Erreakzio kimikoetan, erreaktiboak konbinatu egiten dira trantsizio egoera bat eratuz, gero produktuak eratzeko. Prozesu honetan, normalean erreaktiboak energia kimiko handiagoa dute produktuekin konparatuz, energia diferentzia hau askatu egiten da bero moduan, horrela molekularen barnean kitzikapenak (elektroien saltoak maila energetikoagoetara) sortzen dira bibrazio energia bihurtzen delarik. Bibrazio energia agitazio termikoa baino hobea da, izan ere, disolbatzailean molekulen errotazioari esker azkar dispertsatu egiten dira. Horrela, erreakzio exotermikoak sortzen dira, non disoluzioa berotzen den energia askapen horren ondorioz. Kimioluminiszentzian, aldiz, erreakzioaren produktua energia maila altuagoan dago, eta gero, hau oinarrizko mailara jaisten da, prozesu honetan argia emititzen da, baimendutako trantsizioen (antzeko fluoreszentzia) edo ez baimendutako trantsizioen (antzeko fosforeszentzia) bitartez.

Kimioluminiszentzia erreakzio kimikoaren ondorioz sortzen den produktua trantsizio elektroniko energetikoan egongo da  fluoreszentzian eta fosforeszentzian ez bezala, non produktuak absortzio fotoiak xurgatzen dituen. Kimioluminiszentzia erreakzio fotokimikoaren antitesia da, izan ere erreakzio fotokimiko batean argia erabiltzen da endotermikoa den erreakzioa produktuetarantz bideratzeko. Kasu honetan, argia eratzen da erreakzio kimiko exotermiko baten ondorioz, hau estimulu elektrokimikoen bidez induzitu daiteke, kasu honetan elektrokimioluminiszentzia.

Luminolaren erreakzioa odolaren (hemoglobinaren) aurrean.

Kimioluminiszentziaren adibiderik ezagunena fosforo zuriaren baporeak oxigenoarekin kontaktuan jartzean sortzen den  oxidazio erreakzioa izango izango litzateke, non argi margula igortzen den. Horrez gain, aipatutako fenomeno hau hilketak egon diren agertokietan erabiltzen da, non luminol erabiltzen da odola dagoen ala ez ikusteko, izan ere, luminolak odolak duen hemoglobinan dagoen burdinarekin erreakzionatzen du argi urdina emitituz.

Likido-fase erreakzioak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Kimioluminiszentzia disoluzio urtsuetan egiten denean erredox erreakzioen bidez gertatzen da[2].

  • Luminola disoluzio alkalino batean hidrogeno peroxidoa burdinaren edo kobrearen (oxidatzaile bat) presentzian kimioluminiszentzia ematen da, ondoko erreakzioaren bitartez[3][4]:

C8H7N3O2 +H2O2 → 3 - APA* + 3- APA (Aminoftalatoa) + Argia

Gas-fase erreakzioak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  • Kimioluminiszentzia erreakzio zahar ezagunena fosforo zuri elementalaren oxidazioa airean da, berdea den distira sortuz. Hau, solidoaren gaineko fosforo baporearen gas-fase erreakzioa da non oxigenoarekin (PO)2 molekularen eta HPO molekularen kitzikapena gertatzen den[5].
  • Oxido nitrikoaren determinazioa inguruneko aire-kalitate azterketa beste gas-fase erreakzioa da, non airen dagoen ozonoa oxido nitrikoarekin konbinatzen den kitzikatuta dagoen nitrogeno dioxidoa lortzeko.

NO + O3 → NO2* + O2

NO2* kitzikatuaren luminiszentzia ikus daiteke infragorri argiaren bidez, elektroi bat  energia baxuagoko egoera batera jaisten delarik. Emaitzak sentikorragoak lortzeko fotobiderkatzaileak daude, zeintzuek NO molekularekiko proportzionalak diren fotoiak zenbatzen dituen. NO2 determinatzeko, lehenengo NO-ra bihurtu behar da ozonoarekin aktibatu baino lehen. Ozonoarekin ematen den erreakzioaren bitartez NO kantitatearekiko proportzionalak diren fotoiak igortzen dira, aurretik NO-ra bihurtu den NO2 - arekiko ere dena. Horregatik, aurretiaz ziurtatu behar da hasierako laginak NO-rik ez duela bestela egiazko emaitza baino emaitza handiagoa ematen ari garelako. Gainera, NO2  NO-ra bihurtzen ez bada ez da ozonoarekin aktibatuko eta lortu beharreko emaitza baino emaitza baxuagoa emango dugu[6].

Infragorri kimioluminiszentzian[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Kimika zinetikoan, infragorri kimioluminiszentzia (IRCL) molekula produktuak eratu ondoren bibrazioz kitzikatzean igorritako infragorri fotoiei deritzo. Infragorri emisio lerroen intentsitateak molekula produktuen bibrazio egoeren populazioak neurtzeko erabiltzen dira[7][8].

John Polanyi-k IRCL-a garatu zuen teknika zinetiko gisa, gas-fase erreakzioetan gainazaleko energia potentzialaren erakartze edo aldentze natura aztertzeko. Orokorrean, IRCL-a gainazal erakargarria duten erreakzioetan intentsuagoa izan ohi da, gainazal mota hauek kitzikapen bibrazionalaren energian oinarritzen direla adieraziz. Ostera, kontrako erreakzioetan non gainazaleko aldaratze energia potentziala dagoen, intentsitate txikiko IRCL-a lortzen da, izan be, kasu honetan energia translazio energia gisa adierazten da[9].

Erabilpenak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  • Gasen analisiak: airean ezpurutasun edota pozoinen kontzentrazio baxuak determinatzeko. Horrez gain, metodo honen bitartez beste zenbait konposatu determina daitezke, ozonoa, N-oxidoa eta S-konposatuak esate baterako. Ohiko adibidetako bat 1 ppb baino baxuagoko detekzio muga duen NO konposatuaren determinazioa izango litzateke. Espezializazio altuko kimioluminiszentzia detektoreak 5 ppt baino baxuagoko detekzio mugak dituen NOx konposatuen kontzentrazio eta fluxuak neurtzeko erabili izan ohi dira[10][11][12].
  • Likido egoeran dauden espezie ez-organikoen analisia.
  • Espezie organikoen analisia: entzimetarako erabilgarria, non sustratua ez du zuzenean kimioluminiszentzia erreakzioan parte hartzen, baizik eta produktua.
  • Pirosekuentziazioaren bidezko DNA-ren sekuentziazioa.
  • Argiztatze objektuak. Kometa kimioluminiszenteak, larrialdietako argiztatzea, apainketetan erabilitako makila distiratsuak[13][14].
  • Errekuntza analisiak: Erradikal espezie jakin batzuk, CH* eta OH* adibidez, erradiazioa igortzen dute uhin-luzera jakin batean. Askatutako beroa erradiatutako argi kantitatea neurtuz kalkulatzen da, finkatutako uhin-luzeran[15].
  • Umeen jostailuak.

Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  1. (Ingelesez) Vacher, Morgane; Fdez. Galván, Ignacio; Ding, Bo-Wen; Schramm, Stefan; Berraud-Pache, Romain; Naumov, Panče; Ferré, Nicolas; Liu, Ya-Jun et al. (2018-08-08) «Chemi- and Bioluminescence of Cyclic Peroxides» Chemical Reviews (15): 6927–6974 doi:10.1021/acs.chemrev.7b00649 ISSN 0009-2665 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  2. (Ingelesez) Shah, Syed Niaz Ali; Lin, Jin-Ming (2017-03) «Recent advances in chemiluminescence based on carbonaceous dots» Advances in Colloid and Interface Science (241): 24–36 doi:10.1016/j.cis.2017.01.003 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  3. Mehdi, SR (2006) «Demonstration of Haemoglobin-H» Laboratory Procedures in Haematology (Jaypee Brothers Medical Publishers (P) Ltd.): 35–35 ISBN 978-81-8061-657-0 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  4. Wiesmann, U. N.; DiDonato, S.; Herschkowitz, N. N. (1975-10-27) «Effect of chloroquine on cultured fibroblasts: release of lysosomal hydrolases and inhibition of their uptake» Biochemical and Biophysical Research Communications (4): 1338–1343 doi:10.1016/0006-291x(75)90506-9 ISSN 1090-2104 PMID 4 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  5. Kirk-Othmer Concise encyclopedia of chemical technology. Wiley 1985 ISBN 0-471-86977-5 PMC 11371221 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  6. «Internet Archive Wayback Machine» Choice Reviews Online (11): 48–6007-48-6007 2011-07-01 doi:10.5860/choice.48-6007 ISSN 0009-4978 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  7. Atkins, P. W. (Peter William), 1940- (2006) Atkins' Physical chemistry (8th ed. argitaraldia) W.H. Freeman ISBN 0-7167-8759-8 PMC 66528976 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  8. Steinfeld, Jeffrey I. (1999) Chemical kinetics and dynamics (2nd ed. argitaraldia) Prentice Hall ISBN 0-13-737123-3 PMC 39281966 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  9. Paillet, Patrick (2006-12) «Analyse de livre» L'Anthropologie (5): 889–890 doi:10.1016/j.anthro.2006.10.007 ISSN 0003-5521 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  10. «inta, 04 ART4.pdf» dx.doi.org . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  11. (Ingelesez) Stella, P.; Kortner, M.; Ammann, C.; Foken, T.; Meixner, F. X.; Trebs, I. (2013-09-12) «Measurements of nitrogen oxides and ozone fluxes by eddy covariance at a meadow: evidence for an internal leaf resistance to NO 2» Biogeosciences (9): 5997–6017 doi:10.5194/bg-10-5997-2013 ISSN 1726-4189 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  12. Stein, J. M. (1975-09-15) «The effect of adrenaline and of alpha- and beta-adrenergic blocking agents on ATP concentration and on incorporation of 32Pi into ATP in rat fat cells» Biochemical Pharmacology (18): 1659–1662 doi:10.1016/0006-2952(75)90002-7 ISSN 0006-2952 PMID 12 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  13. «JOHN GUEST (SOUTHERN) LTD.'S PATENT» Reports of Patent, Design and Trade Mark Cases (13): 259–268 1987-01-01 doi:10.1093/rpc/1987rpc259 ISSN 0080-1364 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  14. (Ingelesez) Kuntzleman, Thomas Scott; Rohrer, Kristen; Schultz, Emeric (2012-06-12) «The Chemistry of Lightsticks: Demonstrations To Illustrate Chemical Processes» Journal of Chemical Education (7): 910–916 doi:10.1021/ed200328d ISSN 0021-9584 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.
  15. Akamatsu, N.; Nakajima, H.; Ono, M.; Miura, Y. (1975-09-15) «Increase in acetyl CoA synthetase activity after phenobarbital treatment» Biochemical Pharmacology (18): 1725–1727 doi:10.1016/0006-2952(75)90013-1 ISSN 0006-2952 PMID 15 . Noiz kontsultatua: 2019-12-11.

Kanpo estekak[aldatu | aldatu iturburu kodea]