Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница
О системе
Технические требования
Синтез
Обучающий модуль
Справка по системе
Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов
Электрохемилюминесценция
Электрохемилюминесценция

Анимация

Описание

Электрохемилюминесценция – люминесценция, возникающая при поляризации ион-радикалов, образующихся во время электролиза раствора активатора (изобензофуран, изоиндол и др.) в сопровождающем электролите (димстилформамид и др.); возбужденные молекулы активатора, образующиеся в результате поляризации их ион-радикалов, возвращаются в основное состояние, испуская кванты света. Возможно также механическую деструкцию одного полимера вести в присутствии мономера другого строения. В этом случае образующиеся макрорадикалы, взаимодействуя с радикалами мономеров, дадут новый тип блоксополимера. Таким путем могут быть синтезированы высокомолекулярные соединения, которые не удается получить при помощи обычных методов сополимеризации, например сополимеры природных высокомолекулярных соединений (целлюлозы, крахмала) с синтетическими полимерами (полиакрилонитрилом, полистиролом и др.). Если при механической обработке смеси двух полимеров макромолекулы одного полимера будут разрываться с образованием свободных макрорадикалов, а второго практически останутся без изменения, то наиболее вероятным вторичным процессом будет прививка макрорадикалов к макромолекулам второго полимера с образованием привитых, или графтсополимеров.
Установка для наблюдения электрохемилюминисценции
Рисунок 1
Применение метода ЭХЛ также позволило выявить изменение валентности ионов в сложных окисных катализаторах. При изучении восстановления Fe–Mo-катализатора по спектрам было выяснено, что при взаимодействии с бутиленом интенсивность сигнала Fe3+ уменьшается вследствие его восстановления в Fe2+; восстановление является вторичным процессом и происходит при участии ионов Мо5+ .
Первичной реакцией является разрыв связи между серой и нафталиновым ядром с образованием нафталина и децилмеркаптана, вторичным процессом –отщепление сероводорода от децилмеркаптана с образованием децена.
Яркость электрохемилюминисценции обычно пропорциональна квантовому выходу - отношению числа фотонов, испускаемых химической системой к числу прореагировавших частиц, практически определяемому как отношение интенсивности свечения к скорости химической реакции. Квантовый выход колеблется от 1 (ферментативное окисление на воздухе люциферина светляка) до 10-15 (реакции нейтрализации кислот основаниями).
В некоторых системах излучателем (эмиттером фотонов) является вовсе не та молекула, которая возбуждается в первичном химическом акте. Энергия возбуждения перебается с нее безызлучательно другим частицам, которые способны излучать с более высоким выходом (активаторы электрохемилюминисценции). Активаторы смещают спектры излучения в более длинноволновую область. Встречается явление видимой электрохемилюминисценции у реакций с низким квантовым выходом (например, окисления п-метилфенилмагнийбромида кислородом воздуха в растворе при комнатной температуре, квантовый выход 10-9. Это связано с высокими скоростями протекания таких реакций.
 

 

 

Ключевые слова

 

Разделы наук

 

Применение эффекта

Электрохемилюминесценция может быть использована для создания индикаторных устройств: при возбуждении люминофора переменным электрическим полем свечение сосредоточено вблизи электрода; применяя электроды специальной формы, можно создавать таким образом светящиеся цифры, буквы и т. д.
Электрохемилюминесценция производных дигидропиридина
Исследование реакций в растворах, включая большое число эпектроорганических процессов, сопровождающихся образованием промежуточных свободных радикалов (СР) – интермедиатов –проводится различными физико-химическими методами – спектроскопия, электрохимия, электронный парамагнитный резонанс. Термином "свободный радикал" обычно обозначают частицу с неспаренным электроном и конечным временем жизни, допускающим ее непосредственное обнаружение указанными методами или захват какой-либо подходящей химической "спиновой ловушкой" например, нитронами – иминовыми оксидами.
Наблюдение электрохемилюминесценции
Рисунок 1
Однако до настоящего времени не разработано вполне удовлетворительных физико-химических методов регистрации свободных радикалов при низких концентрациях, которые, в частности, характерны для подавляющего большинства электрохимических реакции органических соединений. При их протекании отмечено присутствие промежуточных лабильных продуктов – свободных радикалов, идентификация которых позволяет получать достаточно труднодоступную информацию о механизмах и кинетике таких электродных трансформаций, осложненных химическими (С) стадиями – процессы ЕС, ЕСЕ. Отмеченные и иные методы изучения лабильных парамагнитных частиц с неспаренным спином, способствующие идентификации механизма процесса весьма сложны при рутинных исследованиях, требуют, например, использования аппаратуры магниторезонансной спектроскопии с предварительным накоплением реагентов в электрохимической ячейке, размещаемой в резонаторе. Эти методы или рассчитаны на высокие концентрации радикалов, или применимы в случае небольшой номенклатуры радикалов, обладающих специфическими свойствами. Отсюда следует актуальность разработок новых высокоточных, надежных и достаточно простых физико-химических методов идентификации лабильных радикальных интермедиатов электроорганических реакций.
 

Реализации эффекта

Электрохемилюминисценция – новый прогрессивный метод иммунного анализа, основанный на принципе измерения хемилюминисценции. Эта передовая технология является чрезвычайно высокочувствительной и точной. С помощью прибора определяется широкий спектр биологически активных веществ в крови, что позволяет проводить своевременную диагностику патологии беременности, онкологических заболеваний, выявлять нарушения репродуктивной функции и функционального состояния щитовидной железы. Имеющиеся тест-системы обеспечивают также возможность определения возбудителей инфекционных заболеваний, биохимических маркеров поражения сердечной мышцы, костной ткани и кроветворения.
Преимущества метода:
 
  1. Приборы представляет собой "закрытую систему", т. е. анализ можно проводить, используя только фирменные реагенты производства компании "Хоффманн-Ла Рош", что является гарантией высокого качества исследований.
  2. Полностью автоматизированная система автоматически загружает пробы, дозирует реагенты, промывает, инкубирует и пипетирует, осуществляет контроль качества, не нуждаясь в помощи оператора, что исключает ошибки, связанные с человеческим фактором.
  3. Возможен анализ одновременно 8 различных параметров из одной пробы (60 исследований в час).
  4. Короткое время выполнения анализа 9-18 мин., что позволяет быстро получить результат.
Перечень тестов, определяемых с помощью электрохемилюминисцентной диагностики:
  1.  Гормоны: ЛГ(лютеинизирующий гормон); ФСГ(фолликулостимулирующий гормон); пролактин; эстрадиол; прогестерон; тестостерон; ХГЧ(хорионический гонадотропин человека); DHEA-S(дегидроэпиандростерон-сульфат); кортизол; паратгормон; Инсулин; SHRG(секссвязывающий глобулин); С-пептид.
  1. Исследование функции щитовидной железы: ТТГ(тиреотропный гормон); трийодтиронин общий(Т3 общ.); трийодтиронин свободный(Т3 своб.); тироксин общий(Т4 общ.); тироксин свободный(Т4 своб.); тиреоглобулин(ТГ); антитела к тиреоглобулину(анти-ТГ); ТСГ(тироксинсвязывающий глобулин); антитела к тиреоидной пероксидазе(Анти-ТПО).
  1. Онкомаркеры: альфа-фетопротеин(АФП); раковоэмбриональный антиген(СЕА); простатоспецифический антиген общий(ПСА общий); простатоспецифический антиген свободный(PСA свободный); онкомаркер яичников(СА 125); онкомаркер молочной железы(СА 15-3); онкомаркер поджелудочной железы и желчного пузыря(СА 19-9); онкомаркер желудка(СА 72-4); нейрон-специфическая энолаза(NSE); онкомаркер Cyfra 21-1.
  2. В кардиологической клинике: креатининфосфокиназа-МВ(КФК- МВ); миоглобин; тропонин Т; дигоксин; дигитотоксин; натрий-уретический пептид(pro-BNP).
  3. Костные маркеры: остеокальцин; теломеры коллагена(CrossLaps); паратиреоидный гормон(паратгормон).
  4. Маркеры анемии: ферритин; фолиевая кислота; фолат эритроцитов; витамин В12.
  5. В клинике инфекционных заболеваний: гепатит А(Anti-HAV, Anti-HAV Ig); гепатит В (HBs Ag, Anti-HBs, Anti-HBc, Anti-HBc Ig, HBe Ag, Anti-Hbe); HIV Ag; HIV-conform; Ig E.

Литература

1. Бых А.И., Васильев П.Ф., Рожицкий Н.Н. Электрохемилюминесценция органических соединений. – М.: ВИНИТИ, 1979.

2. Н.Н.Рожицкий, А.И.Бых, М.А.Красноголовец. Электрохимическая люминесценция. - Харьков: ХТУРЭ, 2000. - 320 с.

3. Остроухов В.Д., Карпинский М.Ю. Медицинская аппаратура для функциональной диагностики.-Харьков, «Крокус», 2003.- 202 с.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина