Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
Несмотря на большой интерес, который издавна (уже начиная с Бойля - XVII в.) исследователи уделяли хемилюминесцентным реакциям, механизм этих реакций до сих пор не может считаться окончательно выясненным. За последние десятилетия интерес к хемилюминесценции возрос в связи с открытием таких хемилюминесцентных реакций, которые отличаются исключительно большой яркостью, а также в связи с успехами, достигнутыми в работах по выделению люциферина и люциферазы- соединений, обусловливающих биолюминесценцию.
Особое внимание исследователи уделяли реакции окисления гидразида 3-аминофталевой кислоты, соединения, на хемилюминесценцию которого впервые обратил внимание Альбрехт (1928 г.). Если к щелочному раствору этого гидразида прибавить окислитель - перекись водорода, то разгорается яркое свечение голубого цвета; в присутствии катализаторов свечение существенно усиливается и становится настолько ярким, что его можно использовать как источник освещения. Роль катализаторов играют различные соединения: гемин крови, железосинеродистый калий, медь и т. д. Раствор гидразида, так называемый "люминол", готовят по следующей рецептуре [1]: 200 мг гидразида 3-аминофталевой кислоты растворяют в 20 мл 5%-ного раствора едкого натра и полученный раствор по мере надобности разбавляют стократным количеством воды.
2. Хемилюминесцентные аналитические реакции
Яркая люминесценция, разгорающаяся в присутствии минимальных количеств перекиси водорода, побудила биохимиков использовать описываемую хемилюминесцентную реакцию для обнаружения следов перекиси водорода в биологических объектах. Соответствующая реакция была разработана Лангебеком и Руге [2]. Реактив на перекись водорода они готовят по следующей прописи: 100 мг гидразида 3-аминофталевой кислоты растворяют в 100 мл 1%-ного раствора соды (Na2C03) с добавлением 2 Мг хлоргемина. Открываемый минимум перекиси водорода эти авторы оценивают в 0,0012 у- Шалее [3] в статье, посвященной методам обнаружения перекиси водорода при ее образовании в реакциях дегидрирования, подтверждает колоссальную чувствительность описываемой хемилюминес-центной реакции, а равным образом ее пригодность для указанной цели. Поскольку образующаяся в живом организме перекись водорода все время разлагается под влиянием катализаторов и восстановителей, она не может аккумулироваться в организме, и поэтому реакция, позволяющая обнаруживать столь ничтожные следы этого промежуточного продукта, представляет для биохимика существенный •интерес.
ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
139
Хемилюминесцентная реакция на перекись водорода была использована с большим успехом в текстильном деле [4]: ткани из ацетатного шелка, на которых наведен мат двуокисью титана, оказывались непрочными, причина этого оставалась непонятной; реакция с "люминолом" позволила обнаружить образование перекиси водорода, ею и обусловливается разрушение волокна. Текстильщики, поняв причину порчи шелка, сумели ее устранить.
Как выше указывалось, интенсивность свечения при хемилюминес-центной реакции окисления циклического гидразида 3-аминофталевой кислоты существенно зависит от присутствия катализаторов. Поэтому представляется возможным использовать данную реакцию не только для открытия окислителя - перекиси водорода, но и для обнаружения катализаторов, в частности гемина.
Эту возможность использовал Шпехт [5]. Он разработал метод обнаружения следов крови в судебно-химической практике: подозреваемое место опрыскивают раствором гидразида 3-аминофталевой кислоты в разбавленном водном растворе перекиси натрия, точнее, в содовом растворе, содержащем перекись водорода; в присутствии пятен крови разгорается яркое свечение. В работе Шпехта приведены фотографии ступенек дома, на которых видны пятна крови четырнадцатидневной давности. Снимки сделаны ночью, в свете хемилюминесценции. Как указывает Шалее [3], недостатком этого интересного метода является малая специфичность самой реакции, поскольку и другие вещества, например медь, могут влиять на нее каталитически и вызывать разгорание люминол-реагента. Тем не менее, судя по литературным высказываниям, практическая полезность этого метода бесспорна.
Эта же реакция была применена Штейгманом [6] для обнаружения следов меди в желатинофотографической бумаге.
Из других хемилюминесцентных реакций остановимся на реакции, предложенной для обнаружения следов веществ, в состав которых входит сера [7].
Реакция заключается в том, что анализируемое вещество помещают в пробирку, где имеет место энергичное выделение водорода в результате взаимодействия металлического цинка с 20%-ной соляной кислотой. Как в пробе Марша на мышьяк, и в этом случае происходит восстановление серы водородом в момент выделения. При горении водорода, выделяющегося через газоотводную трубку с оттянутым кончиком, в центральной части пламени заметна синяя окраска в том случае, если анализируемое вещество содержит серу. При очень малых количествах серы направляют пламя на белую фарфоровую поверхность, например на фарфоровую чашечку; тотчас обнаруживается синий светящийся кружок. Наблюдения рекомендуется вести в темноте. Автор указывает на высокую чувствительность этой реакции; например, она позволяет обнаруживать 0,1у тиофена; содержание сульфата в одной капле водопроводной воды (0,1 у SO^) является достаточным для достоверного открытия в ней серы. По утверждению автора, на реакцию мало влияют всякого рода примеси. Мешающими являются селен, в меньшей мере - теллур; олово дает эффект, аналогичный сере, но несколько иного цвета. Мышьяк и сурьма служат помехой при малом содержании серы, так как выделяющиеся в пламени частицы металла делают незаметным свечение серы в нем; к этому же сводится вредное влияние бензола и других углеводородов, дающих коптящее пламя. Автор детально в специальной установке изучал механизм процесса, вызывающего свечение, и пришел к выводу, что высвечиваются
