Analiza_12.ppt

8/14/2019 Analiza_12.ppt

1/23

Planul cursului

SPECTROSCOPIA DE FLUORESCEN

(FLUORESCENCE SPECTROSCOPY - FS)

SPECTROSCOPIA DE CHEMILUMINISCEN(CHEMILUMINESCENCE SPECTROSCOPY)

DIFRACTIA CU RAZE X


2/23

SPECTROSCOPIA DE FLUORESCENFLUORESCENCE SPECTROSCOPY (FS)

Analiza de fluorescen este o metod care const

n msurarea luminii emise de moleculele uneisubstanesupuse fenomenului de excitare (prin absorbie)cauzat de o radiaieincident.

O molecul poate fi excitat din starea electronic

fundamental ntr-o alt stare prin absorbie de energie.Multe molecule sunt capabile semitaceastenergie subform de radiaie, astfel ntorcndu-se n stareafundamental. Radiaiaemisse numetefluorescen.

Starea electronic fundamental este un singlet(singletul fundamental).Procesul de excitare conduce la tranziia unui

electron de pe un orbitalul al starii fundamentale peorbitalul neocupat cel mai sczutal singletului excitat.


3/23

O molecul n starea de singlet S excitat poate s sentoarc la singletul fundamental prin emiterea de radiaii iexecut o tranziie radiativ permis. Lumina emis se

numete fluorescen. Dac aceast tranziie este permis,timpul de via al singletului excitat este extrem de sczut, deordinul 10-8 sec. Aceasta nseamn c fluorescenanceteazdacsursa de excitaieestentrerupt.

Strileelectronice menionatesunt redate n figura de mai jos.


4/23

Dacexcitarea moleculelor se face cu radiaii luminoasedin domeniul UV sau VIS acestea emit radiaiile primite ntotalitate sau parial.

Maximul emisiei unui compus fluorescent este situat la olungime de und mai mare dect cea corespunztoaremaximului de absorbie. Intensitatea fluxului luminos descreteatunci cnd excitaianceteaz.

Spectrele de fluorescen i cele de excitaie pot ficonsiderate imagini n oglind.


5/23

APARATURA

Msurarea intensitii fluorescenei se face cu ajutorul

spectrofluorimetrelor.


6/23

APLICAIILE SPECTROSCOPIEI DE FLUORESCEN

Aplicaiicalitative

Fluorescena prin selectivitatea sa (o singur

maximal i de emisie pentru fiecare molecul ntr-unsolvent definit) este un instrument spectroscopic puternicpentru identificarea moleculelor substanelormedicamentoase.

AplicaiicantitativeMarea sensibilitate a metodei justific aplicaia

foarte larg n domeniul determinrilor cantitative alemedicamentelor. Pot fi luate n consideraiedoucazuri:

a) determinarea cantitativa medicamentelor fluorescente;

b) determinarea cantitativa medicamentelor fluorescente prinreaciichimice (derivatizare).


7/23

a) Determinarea cantitativa medicamentelor fluorescente

Se poate lua n considerare fluorescena nativ aunor compui ca: hidrocarburi aromatice, chinoleine,tetracicline, chinina iderivaiisi.

b) Determinarea cantitativ a medicamentelor devenite

fluorescente prin reaciichimiceRelativ puine molecule de interes farmaceuticprezinto fluorescennativ. Progresele farmacocineticeau incitat analitii s dezvolte reacii chimice care s

permito detecie fluorimetricsau pentru dozridirecte,fie pentru detecia n cromatografia de lichide. Numrulivarietatea reaciilor exclud un catalog exhaustiv i dinacest motiv prezentmcteva exemple.


8/23

- Derivarea prin reacii chimice ce implic reactvinefluoresceni

Apariia fluorescenei se poate datora ciclizrii

suplimentare ce favorizeazdelocalizarea electronic:Vitamina B6(piridoxalul)

Vitamina B1(tiamina)

- reaciatiocromului


9/23

- Derivarea prin reaciecu un cromofor fluorescent

Acest tip de reacie tinde snlocuiasc reaciileprecedente care au inconvenientul de a modifica n

totalitate structura moleculei de dozat. In farmacocineticconservarea integritii moleculei este o necesitate maiales n studiul metabolismului. Dezvoltarea metodelorcromatografice de lichide justific intensitatea cercetrilor

n materie de markeri fluoresceni.Procedeul se aplicpentru:

-amino-acizi (sunt derivatizai cu corurde dansil iortoftalaldehida;

- acizi ialcooli cu catenscurt.


10/23

Markerii fluoresceni introdui pe molecula unui acidsau alcool nefluorescent contribuie la transformarea acestora

n molecule fluorescente.

- 3-brommetil,6,7-dimetil-cumarina

- hidroximetilantracenul

- reacia Hantzsch (condensarea formaldehidei cuacetilacetona n prezenaamoniacului)


11/23

SPECTROSCOPIA DE CHEMILUMINISCENCHEMILUMINESCENCE SPECTROSCOPY

Desemneaz emisia de lumin ce nsoetedesfurareaunor reaciichimice.Aceste reacii se caracterizeaz prin producerea

unei specii moleculare fluorescente ntr-o stare electronicexcitat care revine la starea fundamental prin emisia

unui foton.Dup descoperirea sa, la sfritul sec. al XIX-leaacest fenomen a rmas mult timp o curiozitate delaborator. Aplicaiile analitice nu au aprut dect lanceputul anilor 60 ide atunci au cunoscut o dezvoltareriguroas datorit proprietilor eseniale ale metodei:sensibilitate iselectivitate.

Sensibilitatea se explic prin progresul tehnologieifotomultiplicatoarelor ct i prin calitile inerentechemiluminisceneicomparativ cu flurescena,concurentasa direct.


12/23

Reacii de chemiluminiscenLuminolul

Luminolul (5-amino-2,3-dihidro-1,4-ftalazindiona) ianalogii si sunt chemiluminisceni n mediu alcalin i nprezena unor oxidani. Mediul poate fi apos sau organic(DMSO). Specia responsabil de emisie este dianionulftalat, ce produce o luminalbastr. Aceast reacieestecatalizat de numeroase metale, complecii lor i demetaloproteine.


13/23

Lucigenina

Lucigenina (dinitrat de N,N-9,9-dimetilbisacridin)

i analogii si, n mediu alcalin i n prezena apeioxigenate, sau din contr, n prezen de reductori,conduce la emisia de luminalbastrsau verde, funciedesolveniprin intermediul N-metilacridonei.


14/23

Siloxenul

Este un polimer pe baz de siliciu al crui

monomer este Si6H6O3iposedo structurcicliccu 6atomi de siliciu (2D-poli[1,3,5-trihidroxociclohexasilan])

Siloxenul este un reductor puternic, prinintermediul legturilor sale Si-Si care pot fixa oxigenul

sau clorul molecular ca i apa sau NH3, cu eliberare dehidrogen. Oxidarea siloxenului cu unii agenica peroxidulde hidrogen sau KMnO4, n soluieacidestensoitdeo chemiluminiscen intens a crei culoare depinde de

condiiileexperimentale.


15/23

Peroxioxalatul

Numeroi derivai ai acidului oxalic (cloruri, esteri,amide) n prezena H2O2 conduc la peroxioxalat,intermediar instabil cu o energie mare. Acesta furnizeazun complex cu fluoroforii uor oxidabili prin transfer desarcin. Apoi, ruperea peroxioxalatului furnizeazfluoroforul excitat (fluorofor*) care revine la starea iniialcu emitere de lumin.


16/23

Aliderivaiai acidului oxalic:

- TCPO - bis(2,4,6-triclorfenil)oxalat

- ester difenil oxalic ( Cyalume)

Mecanism:

Ester oxalic + H2O2 Intermediar(I) + produiIntermediar(I) + Fluorofor(F) Fluorofor*(F*) + produi

Fluorofor* Fluorofor + h(lumin)


17/23

APLICAIILECHEMILUMINISCENEI

Aplicaiin titrimetrieTitrimetria acido-bazic

Titrimetria redox

Aplicaiin spectroscopieDeterminarea metalelor

Chemiluminiscenan cromatografia de lichide

Chemiluminiscenan gaz-cromatografie

DIFRACIA RAZELOR X X RAY DIFFRACTION (XRD)


18/23

DIFRACIA RAZELOR X X-RAY DIFFRACTION (XRD)Radiaiileelectromagnetice cu lungimi de undcuprinse ntre

100,01 nm, 10-8-10-6cm, corespunznd frecvenelorde ordinul 30 -30000 PHz (petahertz=1015hertz) sunt cunoscute sub denumirea de

raze X.Metodele de analizcare folosesc razele X se bazeazpe 3

fenomene distincte: emisia, absorbiaidifracia.

Razele X sunt produse prin accelerarea electronilor din stratul

profund al atomului unor metale int cu un foton incident de naltenergie (stratul K).


19/23

Astfel se emite energie la diverse lungimi de und(K):molibden (0,07 nm), crom (0,23 nm), cupru (0,15 nm), cobalt(0,18 nm).

Difraciarazelor XEste fenomenul care se produce atunci cndun fascicol

de radiaiiX trece printr-un mediu.

Un fascicul de raze X paralel, monocromatic, este

refractat de ctre straturile succesive de atomi dintr-un cristalA, B, C, D.

Din anali a fig rii se constat c acest cristal


20/23

Din analiza figurii se constat c acest cristalacioneaz ca o reea format din planuri paralele (planuriBragg), echidistante (d=constanta reticular), formate dinatomi sau ioni.

Dac razele reflectate de pe planuri diferite sentlnesc, pentru ca sse amplifice, vorbim de reflexie Braggi se obine o imagine de difracie. Intrirea undelor are loccnd raza R1 reflectatntlneteraza R2 reflectatastfel cdiferenade drum parcursde raza R2 sfie un multiplu ntreg

(n) al lungimii de und. n acest caz:

Legea lui Bragg exprimat prin ecuaia de mai sus seutilizeaz la determinarea constantei reticulare, a

dimensiunilor celulei elementare i, cunoscnd densitateacorpului la determinarea greutiimoleculare.Nu exist dou substane n stare cristalin n care

distana dintre planurile de reflexie s fie identic n toatedireciile.Aadar,aezndun cristal n toate unghiurile posibile

fade fasciculul de raze X, se obineo imagine caracteristic.

I i i dif t


21/23

Imaginea unei difractograme

APARATURA

Se folosesc spectrometre de tip Bragg, a crorcomponente ifuncionareeste redatmai jos:


22/23

DETECTORI:- plcifotografice;- photostimulable phosphors (psps);

- contor Geiger.


23/23

APLICAIILEDIFRACIEIRAZELOR X

Identificarea compuilormedicamentoi

-morfina iheroina-Furosemid

Identificarea amestecurilor

Cocain10%

Cocain50%Maltoz

--------

Pantotenat de calciu

Vitamina B-12

Clorhidratat de tiamin

Cercetarea structurilor polimorfe

Determinarea structurii cristaline a proteinelor

Analiza_12.ppt

Documents

Transcript of Analiza_12.ppt