Энергия возбужденного атома (молекулы) может принимать лишь определенный и характерный для данного атома дискретный ряд значений. При переходе с более высокого энергетического уровня QM на более низкий QN атом (молекула) излучает квант с длиной волны lMN:
Спектр люминесценции не зависит от длины волны возбуждения, поэтому он характеризует исследуемое вещество. Кратковременная люминесценция называется флуоресценцией, долговременная – фосфоресценцией.
Сверхслабая люминесценция БО может усиливаться в присутствии физических или химических веществ-активаторов. Химические активаторы вступают в реакции с органическим веществом, способствуя образованию новых возбужденных молекул, испускающих излучение. Физические активаторы увеличивают величину квантового выхода возбужденной молекулы с сотых долей процентов до единиц процентов и более.
ИП для контроля хемолюминесценции не требует возбуждения БО потоком энергии. Для выделения длины волны люминесценции световой поток, излучаемый БО, пропускают через светофильтр и измеряют чувствительными фотоприемниками малых потоков (вакуумными фотоэлектронными умножителями, полупроводниковыми фотодиодами).
ИП для контроля фотолюминесценции включает источник возбуждающего излучения, БО, светофильтр для пропускания люминесценции и фотоприемник. Под действием возбуждающего излучения возникает свечение БО, которое выделяется светофильтром и измеряется фотоприемником.
Следует учитывать, что помимо БО люминесценцией обладают многие вещества: стекло, бумага, картон, текстолит, пластмассы, дерево и др., поэтому при измерениях следует учитывать эффект фоновой люминесценции от вспомогательных материалов.
На основе люминесцентного ИП разработаны различные БСС медицинского и экологического назначения.
а) Оптоды. Современные биотехнологии позволяют иммобилизовывать фермент с активатором люминесценции на одном торце волоконно-оптического световода и измерять свечение фотоприемником, присоединенным к другому торцу. Первые ферментные оптоды были разработаны еще в 1975 г. для измерения O2 как фактора, вызывающего биолюминесценцию люциферина В настоящее время созданы оптоды для обнаружения, О2, ботулиновых токсинов в пище, кофакторов ферментов аминокислот, глюкозы, ионов тяж МЕ, антител, производных бензина
б) Приборы для оценки токсичности воды и почвы., в которой для оценки загрязнения воды применен БХП со светящимися морскими бактериями. Их люминесценция подавляется токсичными веществами.
в) Экологические биофлуориметры. В экологической практике для измерения с помощью флуоресцентного ИП послесвечения хлорофилла-a используют компьютерно-управляемую БСС «Фотон-7-1» с БХП на основе фотосинтезирующих пигментов.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему