15.4: Quimioluminiscencia

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El enfoque de este capítulo se ha centrado en los métodos de luminiscencia molecular en los que la emisión del estado excitado del analito se logra después de su absorción de un fotón. En el capítulo 10 se consideró la emisión atómica tras la excitación del analito por energía térmica. Una reacción exotérmica también puede servir como fuente de energía. En la quimioluminiscencia el analito es elevado a un estado de mayor energía por medio de una reacción química, emitiendo radiación característica cuando vuelve a un estado de menor energía. Cuando la reacción química resulta de una reacción biológica o enzimática, la emisión de radiación se denomina bioluminiscencia. Las “barras de luz” disponibles comercialmente y el destello de luz de una luciérnaga son ejemplos de quimioluminiscencia y bioluminiscencia.

La intensidad de la luz emitida,\(I\), es proporcional al rendimiento cuántico para la emisión quimioluminiscente\(\Phi_{CL}\), que es, en sí mismo el producto del rendimiento cuántico para crear estados excitados,\(\Phi_{EX}\), y el rendimiento cuántico para la emisión a través de la emisión de un fotón,\(\Phi_{EM}\). La intensidad también depende de la velocidad de la reacción o reacciones químicas responsables de crear el estado excitado; así

\[I = \Phi_{Cl} \times \frac{dC}{dt} \nonumber \]

donde\(dC/dt\) es la velocidad de la reacción química.

Las mediciones quimioluminiscentes requieren menos equipo que otras formas de emisión molecular porque no hay necesidad de una fuente de fotones y no hay necesidad de un monocromador ya que la única fuente de fotones son los que surgen de la reacción quimioluminiscente. Una celda de muestra para contener la mezcla de reacción y un tubo fotomultiplador pueden ser suficientes para el banco óptico. Debido a que la emisión quimioluminiscente depende de la velocidad de la reacción, y debido a que la velocidad disminuye con el tiempo, la intensidad de emisión depende del tiempo. Como resultado, la señal analítica suele ser la intensidad de emisión integrada en un intervalo de tiempo fijo.