الکتروکمی لومینسانس چیست؟

لومینسانس (Luminescence) به مفهوم تابش نور توسط منبعی است که گرما ندارد و بنابراین می توان آن را تابش سرد نامید. این تابش ممکن است ناشی از یک واکنش شیمیایی، آزاد شدن انرژی الکتریکی، حرکت ذرات در سطح زیر اتم (subatomic motions) یا یک کریستال تحت فشار باشد. در نقطه ی مقابل آن، تابش گرم (Incandescent) قرار دارد که به تشعشع الکترومغناطیسی (شامل نور مرئی) از یک جسم گرم و در اثر افزایش دما گفته می شود. دسته ی سوم از تابش ها، تشعشعات رادیواکتیو است که قبلاً آن را نوعی تابش سرد می دانستند و به آن رادیولومینسانس گفته می شد، اما هم اکنون تابش جداگانه ای محسوب می شود.

انواع لومینسانس شامل کمی لومینسانس (تابش سرد ناشی از یک واکنش شیمیایی)، بیولومینسانس (واکنش بیوشیمیایی درون یک موجود زنده، مثل کرم شب تاب)، الکترولومینسانس (عبور جریان الکتریکی، مانند لامپ های LED)، الکتروکمی لومینسانس (واکنش الکتروشیمیایی)، فسفرسانس (مانند عقربه های شب نمای ساعت)، و ... است.

یک مثال معروف کمی لومینسانس، آزمایش شناسایی خون (luminol test) در پزشکی قانونی است که در آن لومینول در اثر تماس با آهن موجود در هموگلوبین شروع به تابش می کند.

محدودیت اصلی تابش های سرد این است که پایدار نستند و برای تداوم آن ها باید چاره ای اندیشید. به عنوان مثال، در ساعت های گرانقیمت برای افزایش پایداری فسفر از مقدار بسیار کمی رادیواکتیو استفاده می شود. این مشکل در الکتروکمی لومینسانس (ECL) با استفاده از الکتریسیته حل شده است. منبع تابش در ECL اغلب یک هیدروکربن آروماتیک چند حلقه ای، یک کمپلکس فلزی، ذره ی کوانتومی (Quantum Dot) یا نانو (Nanoparticle) است.

در حلال های ارگانیک برای ECL می توان به طور همزمان از شکل های اکسید شده و احیا شده در الکترودهای مثبت و منفی استفاده کرد. اما در محیط های آبی که اغلب برای اهداف آزمایشگاهی به کار می رود به دلیل تجزیه ی الکتروشیمیایی مولکول های آب، چنین امکانی وجود ندارد و منبع تابش در یک الکترود با یک مولکول واکنشگر همراه (coreactant) اکسیده و طی یک واکنش اکسیداسیون و احیا تبدیل به یک عامل احیاکننده ی قدرتمند می شود.

در اغلب روش های آزمایشگاهی مبتنی بر ECL از کمپلکس های روتنیوم (Ruthenium) یا به طور اختصاری Ru و به ویژه [Ru (Bpy)3]2+ یا Tris(bipyridine)ruthenium(II) chloride استفاده می شود که به شکل کریستال قرمز، با طول موج تابش 620 نانومتر است و توسط تری پروپیل آمین (Tripropylamine) یا TPA بازتولید می شود.

نور تابش شده در ECL توسط لوله های تشدید کننده یا photomultiplier tubes (PMT) یا فوتودیودهای سیلیکونی یا حسگرهای فیبر نوری پوشیده از طلا جذب می شود.

امتیاز اصلی ECL بر روش هایی مانند الایزا این است که نیاز به منبع نور ندارد و خود آنالیت، منبع تابش است. همین تفاوت کوچک، حساسیت و ویژگی آزمایش را چندین برابر افزایش داده و باعث می شود محدوده ی جواب دهی یا خطی بودن منحنی تابش- دوز در ECL بسیار وسیع بوده، اغلب عوامل مخدوش کننده نیز حذف شوند. اندازه گیری غلظت آنالیت ها در بسیاری از روش های آزمایشگاهی بر اساس عبور نور از محلول و میزان جذب آن استوار است. این فرآیند با رسم منحنی تابش- دوز نشان داده می شود و در بخشی از منحنی که ارتباط تابش و دوز یا غلظت آنالیت خطی باشد می توان به نتایج آن آزمایش اعتماد کرد.

این ویدئو در آپارات مراحل الکتروکمی لومینسانس را نشان می دهد.

منبع

اشتراک در 100 درجه اشتراک گذاری در FaceBook اشتراک گذاری در Twitter ارسال ایمیل به دوستان در Gmail اضافه کردن به Google Bookmarks اضافه کردن به Google Reader ارسال ایمیل به دوستان در یاهو
مطالب مرتبط
نظرات خوانندگان