Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотрим основные приемы, которыми пользуются как при проведении химического люминесцентного анализа, так и анализа сортового.
1. Прием I. Наблюдение собственной люминесценции
Методы анализа, основанные на наблюдении собственной люминесценции интересующих объектов, представляются по замыслу наиболее простыми. В двадцатых и тридцатых годах XX в. в период увлечения люминесцентным анализом пользовались преимущественно этим приемом. Поражало и пленяло разнообразие цвета свечения у предметов и веществ, кажущихся одинаковыми при дневном свете. В печати во множестве публиковались описания анализов, заманчивых своей простотой, однако при их повторении получались противоречивые результаты. В результате увлечению одних противопоставился скепсис других. В настоящее время отпали сомнения в возможности получать результаты надежные и по-вторимые, но одновременно стало ясным, что истолкование наблюдаемой люминесценции и использование приема первого для решения тех или иных задач, и тем более химических вопросов, требует осмотрительности и тщательной проверки возможных источников ошибок.
а) Химический анализ органических веществ. Обнаружить и идентифицировать люминесцирующее вещество по свечению далеко не так просто, как это кажется на первый взгляд. Сложность задачи обусловливается прежде всего тем, что чаще всего спектры флуоресценции растворов органических веществ представляют собой размытые широкие полосы, и только сравнительно немногие соединения (например порфирин, хлорофилл) обладают спектрами, состоящими из отдельных характерных узких полос. В этих условиях, при отсутствии линий и типичной структуры спектра, нельзя, разумеется, рассчитывать идентифицировать органические вещества по цвету их флуоресценции, и даже изучение спектров свечения во многих случаях не может дать определенный ответ. Для иллюстрации этого положения на рис. 20 приведены кривые почернения для спектров флуоресценции трех печеночных препаратов; две кривые почти совпадают. Однако это еще никак не позволяет сделать вывод, что химический состав именно этих двух препаратов особенно близок.
Сопоставление спектров флуоресценции, приведенных в таблицах приложений I и II, позволит читателю ориентироваться в характере флуоресценции различных веществ и оценить, в какой мере серьезны указанные затруднения. Из анализа таблиц читатель сделает вывод, что бензол и его производные флуоресцируют в ультрафиолетовой части спектра; замещение водородных атомов карбоксильными и аминогруппами смещает флуоресценцию в видимую часть спектра. Соединения с конденсированными ароматическими ядрами светятся видимым светом, и по мере усложнения молекул спектр смещается в сторону больших длин
•1] ПРИЕМ I. НАБЛЮДЕНИЕ ~ СОБСТВЕННОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 61
волн - к красному концу: нафталин флуоресцирует в ближнем ультрафиолете, антрацен - синим светом, аминонафталин - зеленым, и т. д.
Среди наиболее распространенных органических соединений, к сожалению, преобладает цвет флуоресценции фиолетовый и синий, реже встречаемся с зеленым цветом флуоресценции; красным светом светятся, как видно из таблиц, порфирины, хлорофилл и сравнительно немногие другие соединения.
Из сказанного вытекает, что возможность обнаруживать флуоресцирующий компонент смеси по ее свечению ограничена. Ясно, что эта задача
4-J4MMK
ночных препаратов:
1 - гастриноль; 2 - американский печеночный препарат; з - французский препарат гепатроль; i - спектр ртутной
лампы.
разрешима в такой упрощенной форме только в том случае, если способностью флуоресцировать обладает лишь один из компонентов смеси или если интересующее нас вещество флуоресцирует по цвету и по яркости резко отлично по сравнению с сопутствующими компонентами; например, по флуоресценции красного цвета легко обнаружить присутствие хлорофилла, а равным образом порфиринов как в растительных и животных объектах, так и в различного рода вытяжках.
В преобладающем числе случаев применение первого приема связано со значительными усложнениями в работе. В основном усложнения методики осуществляются в двух направлениях:
1) создаются условия наблюдения, при которых выявляется структура спектров, делающая возможным спектрально-люминесцентный анализ;
2) из многокомпонентной системы выделяются интересующие вещества или удаляются примеси.
Остановимся подробнее на обоих направлениях работы.
Для выявления тонкой структуры спектры исследуют при низких температурах (например, при температуре жидкого азота -196° С); при этом подбирают растворители, в которых наиболее отчетливо проявляется структура спектров [1]. Такая методика была подробно разработана. Ильиной [2] для обнаружения в смолах и пищевых продуктах канцерогенного углеводорода - бензпирена. За последние годы эта методика была усовершенствована Дикуном [3]. По его данным в замороженных растворах в н-гексане и w-октане можно безошибочно идентифицировать 3,4-бенз-
62 СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА [ГЛ. V
пирен даже в смеси с другими сходными углеводородами, настолько отчетливо выявляются характерные линии в его спектре. Этот метод применим, однако, только в отношении ограниченного класса соединений (например, полициклических углеводородов), у многих же сложных органических веществ сплошные спектры люминесценции обусловливаются их структурой, их внутримолекулярными взаимодействиями и ни при каких условиях их сплошной спектр не разрешается на отдельные полосы и линии, не приобретает структуры [4]. К этим веществам люминесцентно-спектральный метод анализа неприменим.
