Bioquimica

Luminescência/Espectrofotometria de Fluorescência molecular

Entre os fenômenos de luminescência estão incluídas a eletroluminescência, a

quimiluminescência e a fotoluminescência. A luminescência é definida como a emissão

de luz na faixa do ultravioleta/Visível UV/Vis (200 – 800 nm) do espectro

eletromagnético como resultado de uma transição eletrônica.

A luminescência é um processo fotoquímico ou fotofísico, envolve a absorção de

um fóton (energia) por uma molécula e, consequentemente, produz um estado

eletrônico excitado. Isto significa dizer que a molécula absorveu uma quantidade

discreta de energia, suficiente para promover um elétron de um nível inferior de

energia para um nível superior de energia. A molécula foi promovida do estado

fundamental para o estado excitado. A molécula não pode permanecer indefinidamente

no estado excitado, por ser termodinamicamente instável em comparação com estado

fundamental, e pode dissipar a energia absorvida através dos processos de

fluorescência e fosforescência (emite radiação). A fotoluminescência é o nome do

fenômeno que engloba a fluorescência e a fosforescência.

Fluorescência - emissão de um fóton de luz por uma molécula que atingiu o

estado excitado pela absorção da radiação eletromagnética e retornou ao estado

fundamental. É característico da fluorescência que a emissão do fóton cesse quando a

radiação responsável pela excitação é retirada. A emissão ocorre imediatamente após

a excitação (emissão instantânea), o que indica que a transições de energia envolvidas

não provocam mudanças no spin do elétron. É dito transição no estado singleto como

mostra a Figura 1b.

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Fosforescência - neste caso também a excitação é provocada por radiação

eletromagnética, mas o spin do elétron excitado ao retornar ao estado fundamental

passa por um processo de inversão do spin, onde ocorre à transição do estado singleto

para o estado tripleto, Figura 1c. O processo de fosforescência pode durar horas, a

emissão da radiação continua após a excitação ter cessado.

Figura 1 – Estado do spin eletrônica das moléculas (a) estado fundamental, (b) estado singleto

e (c) estado tripleto.

Para que um composto orgânico apresente fluorescência, deve conter uma

estrutura com duplas conjugadas, apresente rigidez e de preferência moléculas

grandes (multicíclicas). Podem estar presentes os heteroátomos na conjugação.

Heteroátomo é um átomo presente na cadeia carbônica diferente do átomo de

carbono e do hidrogênio. Por exemplo, o elemento químico oxigênio (O) presente na

fluoresceína.

Exemplos clássicos de moléculas que fluoresce e não fluoresce:

HO O

COOH

HO O O

COOH

Fenolftaleína (não fluorescente) Fluoresceína (fluorescente)

Compostos não fluorescentes podem, muitas vezes, ser derivados quimicamente

e tornar fluorescentes com um reagente fluorogênico (Ex.: fluorescamina)

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