Metodos luminiscentes

Espectrometría
de luminiscencia
molecular
Miguel Andres Rivera Mateus
Jorge Andres Pulido Bonilla

Historia
Físico , inglés George Stokes
En el siglo XIX en que el
estableció las bases de su
utilidad analítica al describir
los primitivos mecanismos de
absorción y emisión
su descubrimiento viene del siglo
XVI,
por el físico y botánico español .
Nicolas Monardes en 1565.

Los siguientes son tipos de luminiscencia .
Fotoluminiscencia , un resultado de la absorción de
fotones .
• Fluorescencia :fotoluminiscencia como resultado
de singlete -singlete relajación electrónica Las
transiciones de energía no involucran un cambio en el
spin electrónico
• La fosforescencia : fotoluminiscencia como resultado
de triplete relajación Implica un cambio en el spin
electrónico y por lo tanto es mas lenta que la
fluorescencias .Cuando la energía de excitación es de otro tipo, se originan otras modalidades de
luminiscencia: así, la quimio-luminiscencia es un fenómeno análogo a la
fluorescencia, excepto en el hecho de que la energía de excitación proviene de
una reacción química..

Métodos luminiscentes
• Cuando ocurre un proceso de emisión de radiación ,
como consecuencia de la desactivación de una molécula a
esto se denomina luminiscencia .
• una especie química absorbe radiación electromagnética
ultravioleta o visible pasa a un estado electrónico
excitado.
• Muchas sustancias en dicho estado disipan el exceso de
energía en forma de calor, mediante colisiones con átomos
o moléculas vecinas, como ocurre en la espectrofotometría
de absorción.

Para que una sustancia origine emisión foto luminiscente
es necesario que previamente tenga lugar la absorción
de radiación electromagnética.
Estados singulete, triplete:

Niveles de energía de un sistema fotoluminiscente

NO PRESENTAN FLUORESCENCIA
PRESENTAN FLUORESCENCIA

Variables que afectan a la fluorescencia y la
fosforescencia
Efecto de los sustituyentes.

Efecto del pH en la fluorescencia
Efecto de la rigidez estructural.
Efectos del disolvente y la temperatura.
Efecto del oxigeno disuelto.

EFECTOS DE LA TEMPERATURA Y
DEL DISOLVENTE
• La fluorescencia de una molécula se reduce en presencia del
disolvente
• Cuando se desea exaltar la fosforescencia se incorporan con
frecuencia a los disolventes compuestos que contienen átomos
pesados
• Disminuye en la mayoria de moléculas al aumentar la
temperatura

Efecto de la concentración en la
intensidad de fluorescencia.
Ley de Beer
Po=potencia del haz incidente
P=potencia del haz transmitido
ε=absortividad
b=espesor de la cubeta (camino
óptico)
C=concentración
Serie de
Maclaurin

Efecto de la concentración en la intensidad de
fluorescencia.
Espectros de antraceno: E,
excitación; F, fluorescencia; P,
fosforescencia
Espectros de fluorescencia de una
disolución de 1ppm de antraceno en
alcohol: a, excitación; b, emisión

Espectros de excitación y emisión de
una disolución química

RENDIMIENTO CUANTICO
El rendimiento cuántico de un proceso de fluorescencia es una
manera de interpretar la eficacia del mecanismo.
Se define como la proporción entre el número de fotones emitidos y
el de fotones absorbidos.
El máximo rendimiento cuántico de fluorescencia es por lo tanto 1
(100%); esto significa que cada fotón absorbido resulta en un fotón
emitido. Sin embargo compuestos con rendimientos cuánticos de
0,10 se consideran aún bastante fluorescentes.

Componentes básicos de la instrumentación
para medir fluorescencia
• Una fuente de radiación
• Filtro primario o monocromador de excitación
• Celda portamuestras
• Filtro secundario o monocromador de emisión
• Foto detector
• Dispositivo de salida de datos

• Lámparas
• Láseres
• Filtro y monocromadores
• Detectores
• Cubetas y compartimientos para las cubetas

GEOMETRIA DE LA CELDA
PORTAMUESTRAS
• Método de Angulo recto (90º)
• Método de frontal (37º)
• Celda en rotación
• Paso directico (straight-through o transmisión

Calibración del instrumento
• Lo que se busca con la calibración diaria es ajustar el
equipo a un nivel de sensibilidad reproducible.
• La calibración sueles llevarse acabo con un solución de
patrón de fluoròforo estable.
• La estandarización se hace con una solución de sulfato
de quinina aprox. 10-5M se excita entre 350nm a y
emite a 450 nm .

Fluoròmetro de filtro
• Instrumento Simple y barato empleado para llevar a cabo
un análisis cuantitativo .
Consta :
• Una lámpara de mercurio
• Filtro primario
• Celda portamuestras

Determinación de sustancias
inorgánicas
• Cationes que forman quelatos
fluorescentes
• Descenso de fluorescencia
Determinación de sustancias
orgánicas
Fármacos y drogas.
En Química Agroalimentaria
Contaminación ambiental
Aplicaciones

LAS VENTAJAS PRINCIPALES DE
ESTE MÉTODOa) Su sensibilidad, uno o dos órdenes de magnitud mayor
que la espectroscopia de absorción.
b) Los intervalos lineales, los cuales son más grandes que
en la espectroscopia de absorción.
c) Se pueden detectar concentraciones muy pequeñas de
moléculas orgánicas.
d) El agua es transparente a radiación UV y VIS. Se
pueden analizar las moléculas biológicas en soluciones
acuosas sin interferencia del solvente.

LAS DESVENTAJAS PRINCIPALES DE
ESTE MÉTODO
a) Generalmente no se obtiene una información detallada
de la estructura de la molécula.
b) La fluorescencia es muy sensible para analizar cambios
estructurales de macromoléculas, pero su intensidad es
afectada por la temperatura. No sirve para estudiar
cambios dependientes de temperatura.
c) Debido a la sensibilidad de la espectroscopía de
absorción UV y VIS, la muestra debe tener una pureza
muy alta.

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