کمی لومینانس - به مـعنای تابش نور

کمی لومینانس

لومینسانس به مـعنای تابش نور از ترکیـبات خـاصی می باشد که با تهیـیج و برانگیخـته شدن به حالت پر انرژی در آمـده و پس از بازگشت به حالت پایه ، انرژی دریافتی را به صورت نور آزاد میکنند.
اگر لومینسانس یک ماده بر اثر تابش الکـترومغناطیسی اولیه ای که ما به آن تابانده ایم ایجاد شود ، بـسته به نوع حالت برانگیختگی ( براساس اسپین الکـترونی جفت شده یا جفت نشده ) ، پدیده های فلورسانس و فسفرسانس را خواهیم داشت .اما اگر لومینسانس یک ماده بر اثر انرژی تحریکی یک واکنش شیمیایی یا الـکتروشیمیایی ( نه یک تابش الکترومغناطیسی ) ایجاد شود واژه جدیدی به نام « کمی لومینسانس » مطرح می شود؛ یعنی مولکول در اثر یک واکنش شیمیایی برانگیخته شده است .

از آنجا که در پدیده کمی لومینسانس نیز اسپین الکترونیِ الکترونِ تحریک شده در ماده مورد نظرمان به صورت جفت شده با حالت پایه باقی می ماند ، از این نظر می توان آن را از نظر شکل تهییجی مولکول ، به فلورسانس شباهت داد.
در طبیعت نیز پدیده لومینسانس به طور طبـیعی اتفاق می افتد؛

مانند آنچه در کرم شـب تاب یا برخی گونه های عروس دریایی دیده مـی شود.این نوع پرتوافـکنی موجودات زنده را بیولومینسانس گویند.

این حیوانات با استفاده از آنزیمی به نام لوسی فراز ، ترکیبی در بدن خود به اسم لوسی فرین را در حضور ATP و اکسیژن تجـزیه می کنند و درواقع با انجام یک واکنش بیوشیمیایی ، لوسی فرین را تهییج کرده و به شکل ماده واسط ناپایداری مبدل می نمایند که این ماده واسط با برگشت به حالت پایه انرژی ، به ترکیبی به نام اکسی لوسی فرین مبدل شده و انرژی حاصل از تهییج را به صورت نور آزاد مینماید.
پدیده کمی لومینسانس ، حاصل اکسیداسیون یک فراورده آلی ( مثل لومینول ، ایزولومینول ، استرهای آکریدیوم و لوسی فرین ) به وسیله اکسیدانهایی ( نظیر H2O2 ، هیپوکلریت یا اکسیژن ) می باشد. این اکسیداسـیون درحضور کاتالیستهایی چون آنزیمها ( مثل آلکالین فسفاتاز ، پراکسیداز ریشه خردل ، پراکسیدازهای میکروبی ) ، یونهای فلزی ( چون فتالوسیانین ، کمپلـکسهای آهن و مس ) و هِمین صورت می پذیرد.

فراورده هایی برانگیخته شده ناشی از واکنـش اکسیداسیون پس از بازگشت به حالت پایه انرژی ،کمی لومینسانس ایجاد می کنند.البته معمولاً در واکنشهای کمی لومینسانس از یک بهبود دهنده ( Enhancer ) مانند مشتقات فنلی و فراورده های آروماتیک نیز استـفاده می کنند. مثلاً p - یدوفنل قادر است در مورد لومینول پراکسیداز ، مـیزان نور ساتع شده از لومینول را تا 2800 برابر افزایش دهد.مشهورترین ماده مورد استفاده در کمی لومینسانس ، لومینول است . لومینول برای اینکه خاصیت کمی لومینسانس از خود نشان دهد ، ابتدا باید توسط یک اکسیدان فعال شود.

معمولاً از یک محلول H2O2 و یک نمک هیدروکسـیدی در آب ، به عنوان فعال کننده استفاده میگردد . در حضور کاتالیستی همچون فراورده های آهن دار ، H2O2 به آب و اکسیژن تجزیه می شود ( این کار توسط پراکسیداز نیز انجام می شود ) . از طرف دیگر لومینول با نمک هیدروکسیدی واکنش داده و یک دی آنیون ایجاد می کند .

واکنش اکسیژن تولید شده از H2O2 با دی آنیون مربوطه سبب تشکیل یک پراکسید آلـی می گردد که بسیـار ناپایدار است و بلافاصله با از دست دادن نیتروژن به 5- آمینوفتـالات مبدل میشود که دارای الکترونهای تهییج شده است.

این ماده نیز پس از بازگشت به حالت پایه انرژی ( Ground State ) ، انرژی خود را به صورت نور آزاد می کند که ما آن را می بینیم.از لومینول و فرایند کمی لومینسـانس آن در پزشـکی قانونی ( برای تشخیص لکه های خون – حتی اگر پاک شده باشند – به دلیل حضور آهن در هِم ) و نیز در سنجشهای آزمایشگاهی برای بررسی میزان مس ، آهن و سیانیـدها در سلول استفاده می شود .

استرهای آکریدیوم هم با واکـنشی شبیه به لومینول می توانند نور ساتع کنند ولی سرعت تولید نور حاصـل از آنها بسیار قابل توجه و بیشتر از لومینول است ( بین 5 تا 10 ثانیه پس از آغاز واکنش اکسیداسیون ). این ترکیبات قادرند به طور مستقیم به پروتئینها باند شوند.

ترکـیب جدیدی که در سالهای اخـیر کشف شده و به طـور قابل توجهی با دیگر ترکـیبات کمی لومینسانس تفاوت دارد ،
AMPPD( آدامانتـیل 1و2- دی اکستان فنیل فسفات ) است که نیاز به هیچ مولکول افزودنی برای تابش نور ندارد ( برخـلاف لومینول که نیاز به فراورده های اکسیـداتیو داشت ) .
این ترکیب در حضور آنزیم ALP ، ترکیـب حد واسطی با الکتـرونهای برانگیخته شده ( Excited ) ایجـاد می کند که برگشت آن به حالت پایه ، می تواند سبب تابش نور گردد.

منبع :