Fluorescencia

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Colección de 47 minerales allumaos con lluz ultravioleta, emitiendo lluz visible de diversos colores por aciu el procesu de fluorescencia.
Pexes marinos fluorescentes

La fluorescencia ye un tipu particular de luminiscencia, que caracteriza a les sustances que son capaces d'absorber enerxía en forma de radiaciones electromagnétiques y depués emitir parte d'esa enerxía en forma de radiación electromagnético de llargor d'onda distinta.[1]

La enerxía total emitida en forma de lluz ye siempres menor a la enerxía total absorbida y la diferencia ente dambes ye estenada en forma de calor. Na mayoría de los casos el llargor d'onda emitida ye mayor -y polo tanto de menor enerxía- que l'absorbida, sicasí, si la radiación d'escitación ye intensa, ye posible pa un electrón absorber dos fotones; nesta absorción bifotónica, el llargor d'onda emitida ye más curtia que l'absorbida, sicasí en dambos casos la enerxía total emitida ye menor que la enerxía total absorbida.

Polo xeneral les sustances fluorescentes absuerben enerxía en forma de radiación electromagnético d'onda curtia (p ej radiación gamma, rayos x, UV, lluz azul, etc), y depués emitir nuevamente a un llargor d'onda más llarga, por casu dientro del espectru visible; los exemplos más notables de fluorescencia asoceden cuando la lluz absorbida atópase dientro del rangu ultravioleta del espectru invisible al güeyu humanu- y la lluz emitida atópase na rexón visible.

El mecanismu de fluorescencia típicu implica tres pasos secuenciales, llamaos respectivamente absorción (1), disipación non radiativa (2) y emisión (3).

El ciclu completu ye bien curtiu, trescurre en tiempos del orde de los nanosegundos, polo que puede considerase práuticamente instantáneu. Ye esti tiempu tan curtiu lo qu'estrema a la fluorescencia d'otru conocíu fenómenu lluminosu, la fosforescencia. El mecanismu de fluorescencia tamién s'atopa bien rellacionáu col procesu de quimioluminiscencia.

Les sustances que son capaces d'emitir lluz al ser escitaes por distintos tipos de radiación denominar fluoróforos. Ye posible llograr una amplia variedá de colores per fluorescencia, dependiendo del llargor d'onda qu'emita'l compuestu fluorescente.

El fenómenu de fluorescencia tien numberoses aplicaciones práutiques, ente les que s'atopen por casu analises en mineraloxía, xemoloxía, sensores químicos (espectroscopia fluorescente), pigmentos y tintes, detectores biolóxicos y llámpares fluorescentes.

Historia[editar | editar la fonte]

Matlalina, la sustanza fluorescente na madera del árbol Eysenhardtia polystachya
Copa de Lignum nephriticum fecha de la madera del árbol de narra (Pterocarpus indicus), y un frascu que contién les sos soluciones fluorescentes

Una temprana observación de la fluorescencia foi descrita en 1560 por Bernardino de Sahagún y en 1565 por Nicolás Monardes na fervinchu conocida como lignum nephriticum (del llatín, "madera renal"). Foi deriváu de la madera de dos especies d'árboles, Pterocarpus indicus y Eysenhardtia polystachya.[2][3][4][5] El compuestu químicu responsable d'esta fluorescencia ye la matlalina, que ye'l productu d'oxidación d'unu de los flavonoides que s'atopen nesa madera.[2]

En 1819, Edward D. Clarke[6] y en 1822 René Just Haüy[7] describieron fluorescencia nes fluorites, en 1833 sir David Brewster describió'l fenómenu na clorofila[8] y en 1845 sir John Herschel fixo lo mesmo cola quinina.[9]

Nun artículu de 1852 sobre la "refrangibilidad " (cambéu de llargor d'onda) de la lluz, George Gabriel Stokes describió la facultá del fluorspar y del cristal d'uraniu pa camudar la lluz invisible más allá del estremu violeta del espectru visible en lluz azul. Llamó a esti fenómenu fluorescencia (fluorescence): «Casi inclino a acuñar una palabra, y llamo l'apariencia fluorescencia, de fluor-spar [esto ye, la fluorita], como'l términu análogu opalescencia derivar del nome d'un mineral».[10] El nome foi deriváu del mineral fluorita (difluoruro de calciu), qu'en delles amueses tien rastros de europiu bivalente, que sirve como activador fluorescente emitiendo lluz azul. Nun esperimentu clave utilizó un prisma p'aisllar la radiación ultravioleta de la lluz solar y reparó la lluz azul emitida por una solución de etanol de quinina espuestu por ella.[11]

Mecanismo[editar | editar la fonte]

Consideración previes[editar | editar la fonte]

Pa entender el mecanismu subxacente al procesu de fluorescencia ye necesariu primero repasar el conceutu de orbital atómicu y de orbital molecular.

Los electrones nun átomu entámense ocupando distintos orbitales, esto ye, rexones nel espaciu en redol al núcleu onde esiste una cierta probabilidá d'atopalos. Esisten orbitales de baxa enerxía y orbitales d'alta enerxía. Los electrones prefieren ocupar primero, y siempres que sía posible, los orbitales de menor enerxía que s'atopen sacupaos. Sicasí esto nun significa que nun puedan ocupar transitoriamente orbitales de mayor enerxía.

Transiciones electróniques[editar | editar la fonte]

Pa mover un electrón d'un orbital de baxa enerxía a un orbital de mayor enerxía ye necesariu cubrir esa diferencia d'enerxía con un apurra esternu (ye casi como llevar un cuerpu d'un llugar baxu a un llugar con ciertu altor, cola diferencia de qu'a escala atómica la diferencia d'enerxía ente orbitales atópase cuantizada). Pa cada tipu d'átomu la diferencia d'enerxía ente dos orbitales daos ye constante y los electrones pueden movese ente esos orbitales namái ganando o perdiendo esa cantidá fixa d'enerxía. Esti procesu conozse como transición electrónica. Nel casu de tratase d'átomos únicos esto provoca que cada tipu d'átomu tenga línea d'absorción y línea d'emisión bien característiques, ye dicir que sía capaz d'absorber o emitir enerxía en forma de cuantos de lluz a determinaos llargores d'onda correspondientes a cada unu de los procesos de saltu de los electrones ente orbitales de distinta enerxía. Nel casu d'átomos únicos les llinies espectrales son bien precises y definíes porque les transiciones ente distintes orbitales tienen diferencies d'enerxía bien marcaes y precises.

Espectros moleculares[editar | editar la fonte]

Cuando los átomos combinar pa formar molécules, los sos orbitales atómicos sumen, combinándose pa formar orbitales moleculares. Los electrones agora pueden ocupar rexones de probabilidá en redol a dellos núcleos. La combinación d'orbitales atómicos producir en forma llineal, esto significa por casu que si se combinen dos átomos, cada unu de los cualos tien cuatro orbitales atómicos, la molécula va tener como resultáu ocho orbitales moleculares. Estos orbitales moleculares van tener enerxíes entemedies a les de los orbitales atómicos que se combinaron pa formalos. La situación va tornándose más complexa cuantos más átomos tenga una molécula. De resultes molécules relativamente simples tienen un númberu bien alzáu d'orbitales moleculares ente los cualos pueden producise transiciones electróniques. Ye por eso que les molécules tienen bandes d'emisión y absorción y non llinies. Estes bandes atópense formaes pola superposición d'una gran cantidá de llinies correspondientes a caúna de les transiciones posibles ente distintes orbitales dientro de la molécula. Y pa complicar entá más la situación, hai que considerar que les molécules nun son ríxides, sinón que se trata d'estructures dinámiques que tán sometíes a deformaciones estructurales, debíes por casu a vibraciones térmiques o a rotaciones de determinaes partes de la molécula. Cuando s'alteria la forma d'una molécula, tamién s'alteria la forma de los orbitales moleculares que la formen y de resultes altériase la enerxía de los mesmos. Les deformaciones estructurales provoquen llixeres diferencies ente les enerxíes de distintes orbitales que faen que se modificar les enerxíes de transición electrónica ente elles. Finalmente cabo considerar que nuna molécula n'estáu basal, munchos de los electrones atópase en estáu singlete, esto ye, atópense complementaos por otru electrón dientro del mesmu orbital con un espín antiparalelo. Una transición electrónica típica, implica qu'un electrón n'estáu singlete, salta a un orbital de mayor enerxía adquiriendo un tao doblete onde'l so espín nun s'atopa complementáu por otru antiparalelo. Pero pueden asoceder otru tipu de transiciones, na cual dos electrones en tao doblete, pueden ser promovidos a dos orbitales dexeneraos (d'igual enerxía) adquiriendo un tao triplete nel cual los sos espines son paralelos. Les transiciones de espín, tamién pueden absorber y emitir enerxía en forma de lluz.

Mecanismu básicu y diagrama de Jablonski[editar | editar la fonte]

Un diagrama de Jablonski ye básicamente una representación simplificada de los niveles electrónicos (orbitales) d'una molécula y de les posibles transiciones electróniques que pueden dase ente estos niveles. Nuna diagrama de Jablonski arrexuntar verticalmente los estaos electrónicos d'alcuerdu a la so enerxía y horizontalmente d'alcuerdu a la so multiplicidá de espín. Les transiciones radiativas representar con llinies rectes y les non radiativas con llinies ondulaes. De siguío preséntase una diagrama de Jablonski modificáu pa representar una molécula hipotética que tien un nivel electrónicu basal (S0) dos niveles electrónicos d'alta enerxía (S1 y S2) y un nivel de dos orbitales dexeneraos con espines paralelos (triplete T1) cada unu d'estos niveles con dellos subniveles vibracionales debíos a les deformaciones térmiques de la molécula (Vb). Na exa vertical allúgase la enerxía relativa de cada nivel electrónicu, y na exa horizontal consideremos al tiempu y non a la multiplicidá de espín. Les fleches verticales representen absorciones y emisiones d'enerxía en forma de fotones y les fleches diagonales impliquen disipación d'enerxía por medios non radiativos (en forma de calor).

JabloSp.png

La situación equí representada empieza pola promoción d'un electrón que s'atopaba n'estáu basal S0 a un nivel electrónicu d'alta enerxía S2 nun estáu vibracional altu (la llinia Vb más alta de toes). Esta promoción produzse cuando la molécula absuerbe enerxía, polo xeneral en forma d'un cuanto de lluz (fotón). Esti electrón nun estáu electrónicu escitáu vibracionalmente alto puede dexar parte de la so enerxía en forma de vibraciones que se tresmiten al restu de la molécula (flecha mariella diagonal retulada como NR). Esta enerxía aumenta l'amplitú de les vibraciones de la molécula, enerxía que ye finalmente estenada cuando la molécula topeta con otres molécules venciéndola en forma de calor.

L'electrón puede dir cayendo como nuna escalera ente distintos estaos vibracionales venciendo en cada pasu parte de la so enerxía en forma de calor, qu'aumenta les vibraciones de la molécula. Tamién puede faelo dexando toa'l so enerxía de golpe, cayendo a un nivel inferior y emitiendo gran parte de la enerxía en forma d'un únicu cuanto de lluz (situación representada pola primer flecha verde vertical).

Anque en teoría sería posible que l'electrón cayera dende l'estáu vibracional alto al estáu basal S0, na práutica esto nun asocede, pos la molécula rápido tresfier parte de la enerxía absorbida a otros orbitales per mediu d'un mecanismu de reconversión enerxética interna, un procesu qu'asocede usualmente en tiempos bien curtios del orde de 10-15 segundos, polo que resulta virtualmente imposible pal electrón vencer nuevamente'l total de la enerxía que recibió y de resultes la lluz emitida ye siempres de menor enerxía y mayor llargor d'onda que la recibida. A midida que el tiempu enllargar, mayor ye la cantidá d'enerxía que se pierde por procesos non radiativos y mayor ye'l llargor d'onda de la lluz emitida. Eventualmente tolos electrones n'estaos escitaos cayen hasta l'estáu basal yá sía emitiendo lluz (FE) o perdiendo enerxía por procesos non radiativos (NR) estos procesos producir na fluorescencia en tiempos d'hasta 10-9 segundos.

En delles molécules sicasí, esisten orbitales dexeneraos con enerxíes bien similares a les de los niveles escitaos. Nestes molécules puede asoceder qu'un electrón con alta enerxía dexe parte de la so enerxía a un electrón n'estáu basal pa formar dos electrones desapareados en dos orbitales dexeneraos (tao triplete) d'enerxía entemedia. El tao triplete ye metaestable y puede esistir por tiempos descomanadamente llargos si comparar coles transiciones ente estaos dobletes; nel primer casu los tiempos d'escayencia usualmente van dende les centésimes de segundu hasta les hores. Cuando los electrones en tao triplete aparien los sos espines dexen esa enerxía de apareamiento en forma de lluz, produciendo'l fenómenu de fosforescencia.

La relaxación d'un estáu S1 tamién puede asoceder al traviés d'una interacción con una segunda molécula por aciu lo que se conoz como desactivación (quenching fluorescente) de la fluorescencia, nesti casu la molécula escitada dexa'l so enerxía a otra y esta postrera estenar en forma de calor. El osíxenu molecular (O2), por casu, ye bien eficiente desactivando la fluorescencia d'otres molécules por cuenta de la so inusual tao triplete fundamental.

Finalmente delles molécules que s'esciten al traviés de l'absorción de lluz o per mediu d'un procesu distintu (P. ex. por causa de una reacción química) pueden tresferir esta enerxía a una segunda molécula ‘sensibilizada’ por un mecanismu de camín intersistema ente molécules. Al traviés d'esti mecanismu la segunda molécula ye conducida a un estáu d'escitación electrónica y ye finalmente esta postrera la que va emitir fluorescencia. Nestos casos les diferencies d'enerxía ente la radiación excitadora y l'emitida son escepcionalmente grandes. Esti mecanismu utilízase por casu nos contadores de centelleo líquidos pa producir lluz visible a partir de radiaciones nucleares d'alta enerxía.

Ecuaciones[editar | editar la fonte]

Fotoquímica[editar | editar la fonte]

En resume la fluorescencia asocede cuando una molécula, átomu o nanoestructura vuelve al so estáu fundamental dempués de ser escitada electrónicamente.

Escitación:

Fluorescencia (emisión) :

Equí, ye un términu xenéricu pa la enerxía del fotón con h = constante de Planck y onde = frecuencia de la lluz. (Les frecuencies específiques de la lluz excitadora y emitida son dependientes en cada sistema en particular.)

L'estáu S0 llámase estáu fundamental de la molécula fluorescente y S1 ye'l so primer estáu electrónicu escitáu.

Amás d'estos estaos electrónicos, que correspuenden al allugamientu de los electrones d'enllaz de la molécula en distintes orbitales moleculares, esisten distintos estaos vibracionales pa estos orbitales moleculares, estos estaos vibracionales correspuenden a les oscilaciones qu'esperimenten los átomos que formen la molécula en redol a los enllaces.

Los estaos vibracionales altos pueden estenar enerxía en forma de calor, aumentando les vibraciones de les molécules vecines.

Una molécula n'estáu d'escitación electrónica, S1, puede adquirir un estáu de menor enerxía por distintos mecanismos. Puede por casu sufrir un 'escayencia non radiativo' nel cual la mayor parte de la enerxía d'escitación ye estenada como calor (vibraciones) escontra'l disolvente. Les molécules orgániques escitaes tamién pueden relaxase por aciu conversión a un tao triplete apurriendo enerxía a otru orbital molecular pa llograr a la fin dos orbitales con enerxíes entemedies, finalmente dalgunu d'estos orbitales reláxase emitiendo un cuanto de lluz, por fosforescencia o por aciu un segundu pasu non radiativo d'escayencia.

Rendimientu cuánticu[editar | editar la fonte]

El rendimientu cuánticu d'un procesu de fluorescencia ye una manera d'interpretar la eficacia del mecanismu.[12] (Vease eficiencia cuántica)

Defínese como la proporción ente'l númberu de fotones emitíos y el de fotones absorbíos.

El máximu rendimientu cuánticu de fluorescencia ye polo tanto 1 (100%); esto significa que cada fotón absorbíu resulta nun fotón emitíu. Sicasí compuestos con rendimientos cuánticos de 0,10 considérense entá abondo fluorescentes.

Otra forma de definir el rendimientu cuánticu d'un mecanismu de fluorescencia ye por aciu les tases a les cualos aparra l'estáu d'escitación:

onde ye la tasa de emisión bonal de radiación y ye la suma de toles tases d'escayencia.

Otres tases d'escayencia del estáu d'escitación deber a mecanismos distintos a la emisión de fotones y con frecuencia llámense, poro, “tases non-radiativas”.

Ente estes postreres podemos incluyir: desactivación per choque dinámica, interacción de campu cercano dipolo-dipolo (o tresferencia d'enerxía de resonancia), conversión interna y pasu de intersistema. Poro, si la tasa d'escayencia de cualquier vía camuda, esto afecta tantu a la de vida del estáu escitáu, como al rendimientu cuánticu de la fluorescencia.

El rendimientu cuánticu de fluorescencia mídese comparéndolo con un patrón; el sal sulfatu de quinina eslleida n'ácidu sulfúrico ye un patrón común pa la midida de fluorescencia.

Tiempu de vida[editar | editar la fonte]

El tiempu de vida de la fluorescencia depende básicamente del tiempu promediu que permanez la molécula nel so estáu d'excitación antes d'emitir un fotón.

La fluorescencia típicamente sigue una cinética de primer orde:

onde ye la concentración de molécules n'estáu d'escitación nel tiempu , ye la concentración inicial y ye la tasa d'escayencia o l'inversu del tiempu de vida de la fluorescencia.

Este ye un exemplu de escayencia esponencial. Dellos procesos radiativos y non radiativos pueden despoblar l'estáu escitáu. Nesi casu, la tasa d'escayencia total ye la suma de toles tases:

onde ye la tasa d'escayencia global, ye la tasa d'escayencia radiativo y la tasa d'escayencia non radiativo.

La ecuación ye bien similar a una reacción química de primer orde na cual la tasa constante de primer orde ye la suma de toles tases (un modelu cinéticu paralelu). Si la tasa d'emisión bonal, o cualesquier de les otres tases, son rápides el tiempu de vida ye curtiu.

Pa compuestos fluorescentes qu'emitan fotones con enerxíes dende'l UV hasta l'infrarroxu cercanu, los tiempos típicos d'escayencia del estáu escitáu atopar ente 0.5 a 20 nanosegundos. El tiempu de vida d'un fluoróforo ye un parámetru importante pa les aplicaciones práutiques de la fluorescencia tales como la tresferencia d'enerxía de resonancia.

Riegles[editar | editar la fonte]

Esisten delles riegles pa predicir los comportamientos de la fluorescencia. La Riegla de Kasha, por casu, dicta que'l rendimientu cuánticu de luminiscencia ye independiente del llargor d'onda de la radiación.

Esto nun ye siempres ciertu y contradizse de cutiu en munches molécules simples. Una declaración un tanto más confiable, anque entá con esceiciones, podría ser que l'espectru de fluorescencia amuesa bien poca dependencia col llargor d'onda de la radiación.

El diagrama de Jablonski describe la mayor parte del mecanismu de relaxación pa les molécules en estáu escitáu.

Aplicaciones[editar | editar la fonte]

Esisten munchos compuestos naturales y sintéticos qu'esiben fluorescencia, y tienen una tremera d'aplicaciones práutiques, dende la simple decoración fluorescente hasta aplicaciones en química analítica tales como FPIA. Na naturaleza hai múltiples exemplos d'organismos qu'utilicen la fluorescencia y n'especial la quimioluminiscencia p'atraer alimentu o pareya, o bien p'axorizar a'l depredadores.

Llume[editar | editar la fonte]

Pintura y plásticu fluorescente allumaos por lluz Ultravioleta. (artista: Beo Beyond)

El común tubu fluorescente depende de la fluorescencia. Dientro del tubu de vidriu hai un vacíu parcial y una pequena cantidá de mercuriu. Una descarga eléctrica nel tubu causa que los átomos de mercuriu emitan lluz. La lluz emitida atopar nel rangu ultravioleta (UV), y ye polo tanto invisible pa los nuesos güeyos; pero'l tubu atópase revistíu con una capa d'un material fluorescente llamáu fósforu, que absuerbe la lluz ultravioleta y la reemite nel espectru visible. El llume fluorescente ye energéticamente muncho más eficiente que la tecnoloxía incandescente, pero'l espectru producíu puede faer que ciertu colores nun paezan naturales, esto ye asina porque l'espectru d'emisión nun ye continuu, sinón que s'atopa formáu por un llindáu númberu de llargores d'onda (línea d'emisión).

A mediaos de los años 1990, yá yera tecnoloxía común el LED de lluz blanco, esti tipu de LED funciona al traviés d'un procesu similar. Típicamente, nestos dispositivos el semiconductor emisor produz lluz na parte azul del espectru, que topeta con un compuestu fluorescente depositáu nel chip; y esti fluorescente emite na rexón verde y colorao del espectru. La combinación de la lluz azul que pasa al traviés del fluorescente y la lluz emitida pol mesmu produz una lluz casi blanco.

La Llámpara fluorescente compacta (CFL) funciona de la mesma forma que cualquier tubu fluorescente típica y con ventayes. Ye utilizada pa reemplazar llámpares incandescentes en munches aplicaciones. Producen un cuartu del calor por lumen emitíu que los bombillos incandescentes y duren hasta cinco veces más. Estes llámpares contienen mercuriu y tienen de ser remanaes y dispuestes con cuidu. Les desventaxes de qu'estes llámpares tengan un balastru ye que nun encaxar afechiscamente en tolos aparatos de lluz. Toles llámpares fluorescentes tienen un retrasu significativu al momentu de ser encendíes comparaes coles llámpares incandescentes, una desventaxa en delles aplicaciones. Adicionalmente, la tecnoloxía que-yos dexa ser usaes tamién amenorga significativamente la so vida útil y la so fiabilidá n'aplicaciones de lluz crepuscular, por casu al utilizales colos famosos atenuadores o dimmers.

Química analítica[editar | editar la fonte]

La fluorescencia puede ser detectada con un monocromador p'atopar emisiones típiques de compuestos presentes nuna cromatografía líquida d'alta eficacia. Amás, dexa visualizar los llurdios producíos por una TLC si los compuestos o los reactivos de reveladores son fluorescentes.

La fluorescencia ye más efectiva cuando hai una gran proporción d'átomos nos niveles baxos d'enerxía nuna distribución de Boltzmann. Esiste entós una mayor probabilidá que los átomos con enerxía baxa sían escitaos y lliberen de la mesma fotones, dexando asina un analís más eficiente.

Les buelgues dactilares pueden visualizase con compuestos fluorescentes como la ninhidrina.

Bioquímica y medicina[editar | editar la fonte]

Les biomoléculas pueden marcase con un grupu químicu fluorescente (fluorocromo) por aciu una reacción química simple, lo cual dexa una detección sensible y cuantitativo de la molécula. Dellos exemplos:

  • La microscopía de fluorescencia de texíos, célules o estructures subcelulares consíguese marcando l'anticuerpu con un fluorocromo y dexando qu'aquél atope'l so antígeno correspondiente presente na amuesa. Al marcar dellos anticuerpos con distintos fluorocromos puede llograse la visualización de múltiples oxetivos dientro d'una mesma imaxe.
  • Secuenciación automática d'ADN pol métodu de terminación de la cadena: cada unu de los cuatro ddNTP atópase marcáu con un fluorocromo específicu, de tala forma que xenérense cadenes de distintu llargor que al ser sometíes a una fonte de UV puede determinase la base nitrogenada terminal de cada cadena por cuenta del llargor d'onda emitida característica de cada fluorocromo.
Electroforesis en xel de agarosa tiñíu con bromuru de etidio. El bromuru de etidio entrepolar nel ADN y fluoresce naranxa cuando s'espón a lluz UV.
  • Detección d'ADN: el compuestu bromuru de etidio, llibre de camudar la so conformanza en disolución, tien poca fluorescencia. La fluorescencia del bromuru de etidio auméntase descomanadamente cuando se xune al ADN, de tala forma que esti compuestu ye bien útil pa visualizar la localización de fragmentos d'ADN nel métodu de electroforesis en xeles de agarosa. El bromuru de etidio puede ser tóxicu, por tantu una alternativa más segura ye tiñir con SYBR Green.
  • Microarreglos
  • Inmunoloxía: los sitios d'unión d'un anticuerpu a un espécime microscópicu por casu, pueden ser vistos, ya inclusive cuantificados, emplegando la fluorescencia si xunióse-y primeramente un grupu químicu fluorescente al anticuerpu específicu (IFI).
  • La fluorescencia foi emplegada pal estudiu de la estructura y conformanza del ADN, asina mesmu como de proteínes, con técniques como la tresferencia d'enerxía de resonancia, que mide distancies a nivel de angstroms. Lo anterior ye especialmente importante en complexos de biomoléculas múltiples.
  • Ye utilizada en (Citometría) de fluxu pa identificar distintos receptores nes célules estudiaes, marcando estes célules con anticuerpos específicos conxugaos a un fluorescente.
  • La Proteína Verde Fluorescente (GFP), de l'aguamala Aequorea victoria, convirtióse nuna ferramienta d'investigación bien importante. GFP y otres proteínes rellacionaes son usaes como reporteros d'un ensin númberu d'eventos biolóxicos incluyendo aquellos de localización subcelular. Los niveles d'espresión xénica son midíos en delles ocasiones xuniendo'l xen de producción de GFP col xen d'interés.

Tamién, diverses molécules biolóxiques tienen fluorescencia intrínseca y por tanto, pueden ser emplegaes ensin necesidá de xuniles a una etiqueta química. Delles vegaes, esta fluorescencia intrínseca camuda cuando la molécula atopar nun ambiente específico, de tala forma que la distribución o'l lligamientu de la molécula pueden ser midíos. La bilirrubina, por casu, ye altamente fluorescente cuando se xune a l'albúmina sérica nun sitiu específicu. La protoporfirina cinc, que atópase nes célules sanguínees cuando la producción del grupu hemo ye tornáu pola esistencia de chombu o l'ausencia de fierro n'el sangre, tien una fuerte fluorescencia y puede ser, por tanto, emplegada pa detectar estos problemes.

El númberu d'aplicaciones de la fluorescencia foi creciendo nel campu de la biomedicina, la bioloxía y n'otres ciencies rellacionaes. Los métodos d'analises nestos campos tamién fueron aumentando: FPIA, FLIM, FLI, FLIP, CALI, FLIE, FRET, FRAP, FCS, PFRAP, smFRET, FRIPS, SHRIMP o TIRF. Munches d'estes técniques basar nos microscopios de fluorescencia. Los microscopios utilicen fontes de lluz d'alta intensidá, usualmente llámpares de mercuriu o xenón, LED’s, o láseres, pa xenerar fluorescencia nes amueses so observación. Darréu, los filtros ópticos dixebren la lluz escitada de la fluorescencia emitida, pa dexar que sía detectada a güeyu, emplegando una cámara o utilizando dalgún otru detector de lluz como espectrógrafos, etc. Munches investigaciones tán llevándose a cabu p'ameyorar yá sía'l desempeñu d'estos microscopios, les sondes fluorescentes usaes, y les aplicaciones de les mesmes. D'interés particular son los microscopios confocales, que utilicen un poru pa llograr secciones óptiques, apurriendo una vista cuantitativa y en 3D de l'amuesa.

Xemoloxía, mineraloxía, xeoloxía y ciencies forenses[editar | editar la fonte]

Les xemes, los minerales, les fibres y munchos otros materiales que pueden ser atopaos en medicina forense, pueden tener una fluorescencia distintiva o pueden fluorecer distinta baxu lluz ultravioleta d'onda curtia, d'onda llarga, o rayos X: Munchos tipos de calcita y ámbare van presentar fluorescencia so lluz ultravioleta d'onda curtia. Los rubíes, les esmeraldes y el diamante Hope esiben fluorescencia colorada so lluz UV d'onda curtia; los diamantes tamién emiten lluz so rayos X.

El petróleu emite fluorescencia nun rangu de colores, dende'l marrón mate p'aceites pesaos y alquitrán hasta l'amarellentáu y blancu azuláu pa los aceites bien llixeros y entestaos. Esti fenómenu ye usáu en perforaciones feches pa la esploración de petróleu dexando identificar pequenes cantidaes de crudu nes perforaciones y nos poros de les amueses.

Líquidos orgánicos[editar | editar la fonte]

Los líquidos orgánicos, como los amiestos de antraceno en bencenu o tolueno, emiten fluorescencia so l'acción de radiación UV o rayo gamma. Los tiempos d'escayencia d'esta fluorescencia atopar nel orde de los nanosegundos una y bones la duración de la lluz depende del tiempu de vida de los estaos escitaos del material fluorescente, nesti casu antraceno.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. Principles Of Instrumental Analysis F. James Holler, Douglas A. Skoog & Stanley R. Crouch 2006
  2. 2,0 2,1 Acuña, A. Ulises; Amat-Guerri, Francisco; Morcillo, Purificación; Llires, Marta; Rodríguez, Benjamín (2009). "Structure and Formation of the Fluorescent Compound of Lignum nephriticum". Organic Letters 11 (14): 3020–3023. doi:10.1021/ol901022g. PMID 19586062. Available on-line at: Chinese Academy of Science Available on-line at: Chinese Academy of Science.
  3. Safford, William Edwin (1916). «Lignum nephriticum», Annual report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution. Government Printing Office, 271–298.
  4. Valeur, B.; Berberan-Santos, M. R. N. (2011). "A Brief History of Fluorescence and Phosphorescence before the Emergence of Quantum Theory". Journal of Chemical Education 88 (6): 731
  5. «The Fluorescence of Lignum nephriticum: A Flax Back to the Past and a Simple Demonstration of Natural Substance Fluorescence».
  6. Edward Daniel Clarke (1819) "Account of a newly discovered variety of green fluor spar, of very uncommon beauty, and with remarkable properties of colour and phosphorescence," The Annals of Philosophy, 14 : 34 - 36; from page 35: "The finer crystals llabre perfectly transparent. Their colour by transmitted light is an intense emerald green; but by reflected light, the colour is a deep sapphire blue; … ".
  7. Haüy merely repeats Clarke's observation regarding the colors of the specimen of fluorite which he (Clarke) had examined: Haüy, Traité de Minéralogie, 2nd ed. (Paris, France: Bachelier and Huzard, 1822), vol. 1, page 512. Fluorite is called "chaux fluatée" by Haüy. From page 512: "... violette par réflection, et verdâtre par transparence au Derbyshire." ([the color of fluorite is] violet by reflection, and greenish by transmission in [specimens from] Derbyshire.)
  8. David Brewster (1834) "On the colours of natural bodies," Transactions of the Royal Society of Edinburgh 12 : 538-545; on page 542, Brewster mentions that when white light passes through an alcoholic solution of chlorophyll, rede light is reflected from it.
  9. Vease:
    * Herschel, John (1845a) "On a case of superficial colour presented by a homogeneous liquid internally colourless," Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 135 : 143-145; see page 145.
    * Herschel, John (1845b) "On the epipŏlic dispersion of light, being a supplement to a paper entitled, "On a case of superficial colour presented by a homogeneous liquid internally colourless" ," Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 135 : 147-153.
  10. "I am almost inclined to coin a word, and call the appearance fluorescence, from fluor-spar [i.y., fluorite], as the analogous term opalescence is derived from the name of a mineral." Stokes, G. G.. «On the Change of Refrangibility of Light». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 142. doi:10.1098/rstl.1852.0022. http://books.google.com/books?id=CE9FAAAAcAAJ&pg=PA463#v=onepage&q&f=false.  From page 479, footnote: "I am almost inclined to coin a word, and call the appearance fluorescence, from fluor-spar, as the analogous term opalescence is derived from the name of a mineral."
  11. Stokes (1852), pages 472-473. In a footnote on page 473, Stokes acknowledges that in 1843, Edmond Becquerel had observed that quinine acid sulfate strongly absorbs ultraviolet radiation (i.y., solar radiation beyond Fraunhofer's H band in the solar spectrum). See: Edmond Becquerel (1843) "Deas effets produits sur -yos corps par -yos rayons solaires" (On the effects produced on substances by solar rays), Comptes rendus, 17 : 882-884; on page 883, Becquerel cites quinine acid sulfate ("sulfate acide de quinine") as strongly absorbing ultraviolet light.
  12. Skoog, Douglas A. (2001). «15», Principio d'analís instrumental, 5ta, Mc Graw Hill, 387.

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]



Fluorescencia