Люминесцентный анализ, совокупность методов анализа, основанных на явлении люминесценции. Наиб. распространение получил анализ, основанный на фотолюминесценции исследуемого вещества, возбуждаемой УФ излучением. Источниками последнего служат кварцевые газоразрядные ртутные или ксеноновые лампы и УФ лазеры. Pегистрируют люминесценцию визуально, фотографически или фотоэлектрически с помощью спектрографов, фотометров и спектрофотометров.
Люминесцентный анализ подразделяют на качественный и количественный. Качеств. люминесцентный анализ проводят по спектрам люминесценции. Его используют, например, для обнаружения битумов в породах, следов люминесцирующих орг. и неорг. веществ в разл. объектах. Разновидность качеств. люминесцентного анализа - сортовой анализ, который позволяет обнаруживать невидимые при обычном освещении различия в исследуемых объектах и используется для установления сортности и качества стекол, семян, с.-х. продукции, для определения минералов в породах, поверхностных и сквозных дефектов. выявления подделок, в криминалистике и т.д.
Количеств. люминесцентный анализ основан на зависимости интенсивности люминесценции от кол-ва люминесцирующего вещества. Различают флуоресцентный, фосфоресцентный и хемилюминесцентный анализы.
Флуоресцентный анализ основан на образовании люминесцирующих комплексных соед. элементов с орг. реагентами, например гидроксипроизводными флавона (морин, кверцетин), производными тригидроксифлуорона и гидроксиантрахинона, 8-оксихинолином, родаминами и др. Этот метод мало селективен, большинство реагентов - групповые, лишь люмогаллион специфичен для определения Ga и люмомагнезон - Mg. Для увеличения селективности используют экстракционно-флуоресцентный анализ - предварит. разделение анализируемой смеси методом экстракции, а также охлаждение растворов до азотных и гелиевых температур. В последнем случае может возникнуть фосфоресценция.
Фосфоресцентный анализ обладает большой селективностью, т.к. лишь немногие катионы образуют с орг. реагентами фосфоресцирующие комплексы, сами же реагенты не фосфоресцируют. Для регистрации спектров и интенсивности фосфоресценции используют фосфороскоп; при этом флуоресценция не регистрируется.
Хемилюминесцентный анализ основан на свечении, возникающем в результате окислит.-восстановит. реакций орг. веществ, например люминола. люцигенина и др., с катионами переходных металлов. например Fe(III), Co(II), Cu(II), Ni(II), Mn(II) и др.; концентрацию последних определяют по изменению интенсивности свечения. Предел обнаружения 5.10-7%.
По собственной люминесценции определяют U, лантаноиды и некоторые переходные элементы с большой селективностью, т. к. их спектры в ряде случаев характеризуются структурой. Пределы обнаружения U в водах и геол. объектах при применении кристаллофосфоров 5.10-7 -1.10-8%; РЗЭ при использовании орг. реагентов 103 -10-4%, в кристаллофосфорах 10-5-10-6%; переходных элементов (в т.ч. и платиновых) в кристаллофосфорах 10-5-10-6%. Ртутеподобные ионы (Tl+, Pb2+, Bi3+, Те4+, As3+, Sb3+) можно определять по люминесценции замороженных растворов их солей или в кристаллофосфорах с пределом обнаружения 10-4-10-7%. Применение лазеров позволяет снизить пределы обнаружения некоторых элементов до 10-13%.
Люминесцентный анализ орг. соед. затруднен, т. к. их спектры люминесценции, как правило, неспецифичны. Однако предложены методы количеств. определения порфиринов. витаминов. антибиотиков. хлорофилла и др. веществ, в спектрах которых имеются характеристичные полосы. При использовании лазеров пределы обнаружения достигают 10-7-10-11%. Ароматич. соед. в замороженных растворах алифатич. углеводородов при температурах 77 К дают характерные для каждого соед. квазилинейчатые спектры люминесценции (эффект Шпольского). Этот метод используют для определения полициклич. ароматич. углеводородов в экстрактах растений, почв, продуктов питания, горных пород и т.д. с пределом обнаружения 10-7-10-8%, а также для определения бензола, его гомологов и производных, ароматич. аминокислот при температурах жидкого воздуха, азота, гелия в водно-солевой матрице с пределом обнаружения 10-4-10-6%.
Люминесцентный анализ используют в иммунохим. анализе для определения антител, гормонов, лек. препаратов, вирусных и бактериальных антигенов по концентрации комплекса антиген - антитело. При этом в иммунном флуоресцентном анализе к антителу непосредственно присоединяют флуоресцирующие вещества, например РЗЭ, флуоресцирующие красители (чувствительность метода 10-14 моль/л), а в иммуноферментном анализе к антителу присоединяют фермент и в результате ферментативной реакции, сопровождаемой биолюминесценцией, определяют ферментативную активность (чувствительность метода 10-11 моль/л).
Лит.: Паркер С., Фотолюминесценция растворов, пер. с англ., М., 1972; Головина А. П., Левшин Л. В., Химический люминесцентный анализ неорганических веществ, М., 1978; Алексеева Т. А., Теплицкая Т. А., Спектрофлуориметрические методы анализа ароматических углеводородов в природных и техногснных средах, Л., 1981, с. 215; Карякин А. В., п-Электроны гетероатомов в водородной связи и люминесценции, М., 1985, с. 135.
© А. В. Карякин.
|
|
