12.13 : Photolumineszenz: Anwendungen

Die Photolumineszenz bietet aufgrund ihrer inhärenten Empfindlichkeit und Selektivität ein breites Anwendungsspektrum. Diese Technik ermöglicht sowohl direkte als auch indirekte Analysen des Analyten. Eine direkte quantitative Analyse ist möglich, wenn der Analyt eine günstige Quantenausbeute für Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweist. Eine indirekte Analyse kann jedoch möglich sein, wenn der Analyt nicht fluoreszierend oder phosphoreszierend ist oder wenn die Quantenausbeute ungünstig ist. Indirekte Methoden umfassen die Reaktion des Analyten mit einem Reagenz zur Bildung eines fluoreszierenden Produkts oder die Messung der Abnahme der Fluoreszenz beim Hinzufügen des Analyten zu einer Lösung, die ein fluoreszierendes Molekül enthält.

Anorganische Ionen sind, mit einigen Ausnahmen wie UO_2^+, im Allgemeinen nicht ausreichend fluoreszierend für eine direkte Analyse. Diese Ionen können mit einem organischen Liganden analysiert werden, um einen fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Metall-Liganden-Komplex zu bilden. Organische Verbindungen mit aromatischen Ringen sind typischerweise fluoreszierend, während aromatische Heterocyclen eher phosphoreszierend sind. Wenn der organische Analyt nicht von Natur aus fluoreszierend oder phosphoreszierend ist, kann er manchmal in eine chemische Reaktion eingebunden werden, um ein fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Produkt zu erzeugen. So kann das Enzym Kreatinphosphokinase bestimmt werden, indem die Bildung von Kreatin aus Phosphokreatin katalysiert wird, das dann mit Ninhydrin reagiert und ein fluoreszierendes Produkt unbekannter Struktur ergibt.

Phosphoreszenz- und Fluoreszenzmethoden ergänzen sich, da stark fluoreszierende Verbindungen eine schwache Phosphoreszenz aufweisen und umgekehrt. Die Phosphorimetrie wurde zur Bestimmung einer Vielzahl organischer und biochemischer Spezies eingesetzt. Sie ist jedoch nicht so weit verbreitet wie die Fluorometrie, möglicherweise aufgrund der Notwendigkeit niedriger Temperaturen und der im Allgemeinen geringeren Präzision von Phosphoreszenzmessungen. In den letzten Jahren wurde erheblicher Aufwand in die Entwicklung phosphorimetrischer Methoden gesteckt, die bei Raumtemperatur durchgeführt werden können. Dazu gehören Methoden, bei denen der Analyt an einen festen Träger wie Filterpapier oder Kieselgel gebunden oder in den Kern von Mizellen oder Cyclodextrinmolekülen eingebunden ist. In den meisten Experimenten bei Raumtemperatur werden schwere Atome wie Tl(I), Pb(II), Ag(I) und Halogenidionen verwendet, um das Intersystem Crossing zu fördern.