Хемилюминесценция: метод исследования биологических жидкостей
Иммунохемилюминесцентный метод: современные методы лабдиагностикисохранить документ >>
Хемилюминесценция (Х.) — метод исследования, основанный на физико-химическом процессе, связанном с переходом одного вида энергии в другого. Сегодня Х. широко применяется в биологии, аналитической химии и науки. Она также находит практическое применение, главным образом, для создания химических лазеров.
Содержание
Определение понятия
Хемилюминесценция — это свечение тел, вызванное химической реакцией; в физике и химии это понятие используется наряду с другими видами люминесценции:
- флуоресценцией;
- фосфоресценцией;
- биолюминесценцией.
Флуоресценция — чисто физический процесс, присущий некоторым минералам и органическим соединениям. Он возникает при облучении вещества светом, в результате чего электроны переходят с нижнего энергетического уровня на более высокий. Образующаяся энергия электромагнитных колебаний и является излучаемым в процессе этого светом.
Реагенты и медоборудование в эпоху санкций. Как лаборатории готовятся к вызовам – 2022
скачать
Возникновение свечения в живых организмах (у светлячков, глубоководных рыб, червей и насекомых) называется биолюминесценцией и является разновидностью хемилюминесценции.
Х. возникает за счет энергии химической реакции, которая превращается в энергию электромагнитных излучений. Наиболее часто этот тип свечения вызывается окислительно-восстановительными процессами, которые также связаны с отщеплением и присоединением электрона. Выделение энергии связано с образованием межатомных связей.
Примеры химических реакций, сопровождающихся свечением:
- взаимодействие жидких углеводородов с озоном;
- катализ эфиров щавелевой кислоты с пероксидом водорода;
- реакция йода с водородом;
- перекисное окисление липидов.
Характеристики свечения
Основными характеристиками Х. являются интенсивность и длительность (время) свечения.
Интенсивность сияния варьирует от яркого и сильного до слабого. Для ее описания используют термины: холодный свет, низкоинтенсивная хемилюминесценция, сверхслабое свечение и др. Эта интенсивность отражает скорость протекания химической реакции.
Примером яркого, высокоинтенсивного (и высокотемпературного) свечения за счет химической реакции является пламя свечи или горелки. В большинстве живых объектов же речь идет о холодном свечении, при котором молекулы переходят в возбужденное состояние без выделения тепла.
Новые клинические рекомендации по трансфузиологии: проблемы и решения
скачать
Примеры хемилюминесценции в живых существах:
- морские энтеробактерии;
- медузы;
- некоторые ракообразные (остракод);
- моллюски (кальмары, осьминоги, улитки);
- морские рыбы;
- кольчатые черви (полихеты и олигохеты);
- водоросли;
- около 70 видов грибов.
Некоторые организмы, например, креветки не испускают сияния самостоятельно, но в случае опасности выбрасывают люминесцентный секрет.
Практическое применение
В XIX веке английский ученый математик и физик Дж. Г. Стокс предложил использовать свечение, образующееся в ходе химических реакций, в аналитических целях.
Х. нашла широкое применение в различных отраслях: медицине, пищевой промышленности, текстильном производстве и т.д.
Сегодня Х. применяется для:
- изучения возбужденных (высокоэнергетических) атомов и молекул;
- анализа присутствия органических соединений;
- изучения живых существ;
- диагностики переносимости лекарственных средств;
- создания автономных хемилюминесцентных источников света;
- в производстве мобильных телефонов (светодиоды);
- создания лазеров.
В медицине хемилюминесцентный анализ использовался для изучения эффектов озонотерапии. А в настоящее время широко применяется для изучения различных биологических жидкостей (крови, мочи, слюны, ликвора и др), клеток крови и в качестве одной из разновидностей иммунного анализа.
Исследование сыворотки крови этим методом дает точное представление о процессе перекисного окисления липидов, концентрации свободных радикалов и оценки качества работы антиоксидантных систем, что может иметь решающее значение в профилактике и лечении рака кожи, язвенной болезни и процессах преждевременного старения.
Новые Правила проведения исследований
скачать образец
Анализ используется для своевременного выявления специфических видов воспаления и диагностики онкологических заболеваний. Экспресс-тест на основе упомянутого метода применяется для дифференциальной диагностики при состоянии «острого живота».
Значение хемилюминесценции в медицине трудно переоценить.Этот метод анализа сегодня используется повсеместно для изучения форменных элементов крови, детекции различных соединений в моче, диагностики гематологических болезней и новообразований и др. направлениях.