Principios de análisis instrumental

»> 150 Quimioluminiscencia 373 FIGURA 15.15 Calcio transitorio en una célula de Purkinje del cerebelo. La imagen de la derecha es de la célula llena con un colorante fluo– rescente que responde a la concentración de calcio. La fluorescencia momentánea se muestra en la parte superior de la izquierda en las áreas llamada d, p y s de la célula. Los transitorios en la región d corresponden a la región de las dendritas celulares. Las señales específicas del calcio se correlacionan con los potenciales de acción que se muestran a la izquierda en la parte inferior. (Tomada de V. Lev-Ram, H. Mikayawa, N. Lasser-Ross, W. N. Ross. Calcium Transients in Cerebellar Purkinje Neurons Evoked by Intracellular Stimulation J. Neurophysiol., 1992, 68, p. 1170-1177, figura 2A.) 150.1 El fenómeno de la quimioluminiscencia La quimioluminiscencia se produce cuando una reacción quí– mica genera una especie electrónicamente excitada que emite luz cuando vuelve al estado fundamental. Las reacciones qui– mioluminiscentes se producen en varios sistemas biológicos, en los que el proceso se suele denominar bioluminiscencia. Entre los ejemplos de espec ies que presentan bioluminiscencia están las luciérnagas, un coral suave del género Renilla y ciertas medusas, bacterias, protozoos y crustáceos. Las características químicas de los distintos procesos bioluminiscentes naturales no se conocen totalmente. Hace más de un siglo se descubrió que ciertos compuestos orgánicos relativamente sencillos también eran capaces de mani– festar quimioluminiscencia. El tipo de reacción más sencilla de dichos compuestos para producir quimioluminiscencia se puede formular como A+ B--+ C* + D C*--+ C + hv donde C* representa el estado excitado de la especie C. En este caso, el espectro de luminiscencia es el del producto de reacción C. La mayoría de las reacciones quimioluminiscentes son mucho más complicadas que lo que sugieren las reacciones anteriores. En la quimioluminiscencia, la intensidad de radiación JCL (fotones emitidos por segundo) depende de la velocidad de la reacción química (d[C]!dt) y de la eficacia cuántica de quimio– luminiscencia c/JcL (fotones emitidos por molécula que ha reac– cionado). El último término es igual al producto de la eficacia cuántica de excitación <PEx (estados excitados por moléculas que han reaccionado) y la eficacia cuántica de emisión c/Jnvl (fotones por estado excitado). Estas relaciones se describen mediante la ecuación d[C] d[C] IcL = cfJCL-- = c/JExc/JEM-- dt 1 dt (15.13) Por lo regular, los sistemas quimioluminiscentes útiles en análisis presentan valores de cfJCL comprendidos entre 0.01 y 0.2. 150.2 Medición de la quimioluminiscencia El equ ipo para medir la quimioluminiscencia es notablemente sencillo y puede consistir tan solo de un recipiente de reacción adecuado y un tubo fotomultiplicador. En general, no es necesario ningún dispositivo para seleccionar la longitud de onda porque la única fuente de radiación es la reacción química entre el analito y el reactivo. Diversos fabricantes de instrumentos ofrecen fotóme– tros quimioluminiscentes.