化学発光
ケミルミネッセンス(またはケモルミネッセンス)は、ルミネッセンスの一種。化学反応で光を作るプロセスです。生体内での化学発光は生物発光と呼ばれる。
化学発光で作られる光は、熱とは直接関係ありません。AとBの反応で、C、D、そして光が発生する簡単な2段階の例です。
[a]+[b]→[c*]+[d]となります。
C*] → [C] + [Light
C*は、Cの励起状態です。
この反応は、一般的な化学発光反応よりも単純である。励起状態は、化学反応のエネルギーによって電子が高い軌道に押し上げられることで起こる。励起状態は基底状態よりも安定性が低い。励起状態の電子は基底状態(エネルギーが低い状態)に落ち、光を発する。
測定可能な光が作られた量を放射強度といいます。ICL(1秒間に放出される光子)です。
三角フラスコ内の化学発光反応で大量の光が発生する
分析アプリケーション
作られた光を測定するための装置はシンプルだ。試料を入れるものと、光電子増倍管が必要だ。これを化学計測に利用するには、3つの方法がある。
- 欲しかった製品が、別の化合物と反応して光を発することもある。
- また、目的の製品を追加すると光量が低下するタイプもあります。
- 化学発光反応に目的の生成物を加えると、より多くの光が得られることがある(触媒反応)。
ガスの分析
この方法では、少量の大気汚染物質を測定します。一般的な方法では、一酸化窒素をオゾンと反応させてその量を測定します。作られる光の波長は、600~2800nmです。
液体の分析
液体の化学発光に用いられる化合物としては、ルミノールが最もよく知られている。
細胞小器官の分析
ミトコンドリアなどの細胞内のCa2+(カルシウム)は、エークオリンというクラゲのタンパク質と反応して光を発する。一酸化窒素(NO)は細胞内に存在し、細胞同士が会話をするための手段であり、ルミノールという化合物で測定することができます。
質問と回答
Q:ケミルミネッセンスとは何ですか?
A:化学発光とは、化学反応によって光を作る発光の一種です。
Q: 生物発光とは何ですか?
A: 生物発光とは、生体内で発生する化学発光のことです。
Q: 化学発光の光は熱に関係するのですか?
A: いいえ、化学発光の光は熱とは関係ありません。
Q: 化学発光の例を教えてください。
A: 化学発光反応の簡単な例として、AとBの反応によりC、D、光が生成されます。
Q: 化学発光反応におけるC*とは何ですか?
A: C*は、化学反応のエネルギーによって電子が高い軌道に押し出されたときに生じるCの励起状態です。
Q: Cの励起状態はどのように発光するのですか?
A: 励起状態は基底状態よりも安定性が低いため、励起状態の電子が基底状態に落下して発光しています。
Q: 放射強度とは何ですか?
A: 放射強度とは、化学発光反応によって発生する測定可能な光の量をICL(photons emitted per second)で表したものです。