Kemiluminesenssi
Kemiluminesenssi (tai kemoluminesenssi) on eräänlainen luminesenssi. Se on prosessi, jossa valoa syntyy kemiallisesta reaktiosta. Biologisissa järjestelmissä esiintyvää kemiluminesenssiä kutsutaan bioluminesenssiksi.
Kemiluminisenssissa syntyvä valo ei liity suoraan lämpöön. Yksinkertainen kaksivaiheinen esimerkki A:n ja B:n reaktiosta, joka tuottaa C:tä, D:tä ja valoa.
[A] + [B] → [C*] + [D]
[C*] → [C] + valo
C* on C:n kiihdytetty tila.
Tämä reaktio on yksinkertaisempi kuin useimmat kemiluminesenssireaktiot. Innostunut tila syntyy, kun elektronit työnnetään korkeammalle radalle kemiallisen reaktion energian vaikutuksesta. Jännittynyt tila on vähemmän stabiili kuin perustila. Jännitetyssä tilassa olevat elektronit putoavat perustilaan (alhaisempi energia), jolloin ne säteilevät valoa.
Mitattavissa olevan valon määrää kutsutaan säteilyintensiteetiksi: ICL (säteilevät fotonit sekunnissa).
Erlenmeyer-kolvissa tapahtuva kemoluminesenssireaktio tuottaa suuren määrän valoa.
Analyyttiset sovellukset
Valon mittaamiseen tarvittava laite on yksinkertainen. Tarvitaan jokin, johon näyte mahtuu, ja valomonistinputki. Tätä voidaan käyttää kemiallisissa mittauksissa kolmella eri tavalla.
- joskus haluttu tuote tekee valoa reagoidessaan toisen yhdisteen kanssa,
- toisessa tyypissä valon määrä vähenee, kun haluttua tuotetta lisätään,
- Joskus haluttu tuote, kun sitä lisätään kemiluminesenssireaktioon, tuottaa enemmän valoa (katalyyttinen reaktio).
Kaasujen analysointi
Menetelmällä mitataan pieniä määriä ilmansaasteita. Yleinen menetelmä mittaa typpimonoksidin määrää reagoimalla otsonin kanssa. Käytetyn valon aallonpituusalue on 600-2800 nm.
Nesteiden analysointi
Luminoli on tunnetuin yhdiste, jota käytetään nesteiden kemiluminesenssiin.
Solun organellien analyysi
Solujen eri osien, kuten mitokondrioiden, sisällä oleva Ca2+ (kalsium) voi tuottaa valoa, kun se reagoi meduusan proteiinin, aequorinin, kanssa. Typpioksidia (NO) on soluissa ja se on solujen tapa keskustella keskenään, ja sitä voidaan mitata luminoliyhdisteellä.
Muita esimerkkejä
- Esimerkki luonnossa esiintyvistä kemiluminesenssimolekyyleistä on tulikärpäsluciferiini.
- Prosessia käytetään hehkutikkujen valmistukseen.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on kemiluminesenssi?
V: Kemiluminesenssi on eräänlainen luminesenssi, jossa valoa syntyy kemiallisen reaktion avulla.
K: Mitä on bioluminesenssi?
V: Bioluminesenssi tarkoittaa biologisissa järjestelmissä esiintyvää kemiluminesenssiä.
K: Liittyykö kemiluminesenssissä tuotettu valo lämpöön?
V: Ei, kemiluminesenssissä syntyvä valo ei liity lämpöön.
K: Voitko antaa esimerkin kemiluminesenssireaktiosta?
V: Yksinkertainen esimerkki kemiluminesenssireaktiosta on A:n ja B:n välinen reaktio, jossa syntyy C, D ja valoa.
K: Mikä on C* kemiluminesenssireaktiossa?
V: C* on C:n kiihdytetty tila, joka syntyy, kun kemiallisen reaktion energia työntää elektroneja korkeammalle radalle.
K: Miten C:n kiihdytetty tila emittoi valoa?
V: Jännittynyt tila on vähemmän stabiili kuin perustila, joten jännittyneessä tilassa olevat elektronit putoavat valoa säteilevään perustilaan.
K: Mikä on säteilyn intensiteetti?
V: Säteilyintensiteetti on kemiluminesenssireaktiossa tuotetun mitattavan valon määrä, joka ilmaistaan ICL:nä (emittoituneet fotonit sekunnissa).
