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14_Basic principles and Instruments for Clinical Laboratory Analysis -…
14_Basic principles and Instruments for Clinical Laboratory Analysis
Fenomeni di interazione tra radiazione elettromagnetica e materia
assorbimento
luminescenza
classificazione in base all'emissione
bioluminescenza
chemiluminescenza
the change in the free energy is negative, indicating a spontaneous reaction
Electroluminescenza
fotoluminescenza
fosforescenza
L'emissione di una radiazione di lunghezza d'onda maggiore da parte di una sostanza come conseguenza dell'assorbimento di energia da una radiazione di lunghezza d'onda più corta, che continua solo fino a quando è presente lo stimolo
ritorno da uno stato eccitato tripletto a uno stato fondamentale
fluorescenza
luce di una data lunghezza d'onda da parte di una sostanza attivata da luce di una lunghezza d'onda diversa.
ritorno dallo stato di singoletto eccitato allo stato fondamentale
thermo luminescenza
radiation is re-emitted as light upon heating of the material
radioluminescenza
by bombardment with ionizing radiation
emissioni di fotoni da uno stato elettronicamente eccitato
Due tipi
rilassamento from Singlet excited state
L'elettrone nell'orbitale di energia più alta ha l'orientamento di spin opposto rispetto all'elettrone nell'orbitale inferiore
rilassamento from Triplet excited state
L'elettrone di valenza eccitato può invertire spontaneamente il suo spin (spin flip). Gli elettroni in entrambi gli orbitali ora hanno lo stesso orientamento di spin
'attraversamento intersistema'
emissione
Fluorescenza
caratteristiche
Turno di Stokes
L'energia (lunghezza d'onda) associata all'emissione è tipicamente inferiore (superiore) alla luce di eccitazione
Indipendenza energetica dall'emissione
Tipicamente lo spettro di emissione è lo stesso, indipendentemente dalla lunghezza d'onda di eccitazione
L'emissione rispecchia quella dell'assorbimento
Lo spettro di emissione è un'immagine speculare dello spettro di assorbimento
emission spectrum
is mirror image of absorption spectrum
AS: reflects the vibrational levels of the electronically excited state
ES: reflects the vibrational levels of the electronic ground state
indica un'efficace assorbanza e riemissione di radiazioni elettromagnetiche
si misura con uno spettrofluorimetro.
usata nelle analisi chimiche per
campioni farmaceutici
prodotti naturali
campioni ambientali
composto da
optical system EXCITATION
optical system EMISSION
Photomultiplier tube e readout
Biological Fluorophores
puo essere
Esogeno
• Coloranti a base di cianina
• Fotosensibilizzanti
• Marcatori molecolari, ecc.
Endogeno
• proteine strutturali
• enzimi e coenzimi
• vitamine
• lipidi
• aminoacidi
NAD
coenzima presente in tutte le cellule viventi
esistono due tipi
ossidato
agente ossidante, accetta elettroni
ridotto
agente riducente, dona elettroni
coinvolto nelle
reazioni redox
, trasportando elettroni da una reazione all'altra
gli enzimi coinvolti nel metabolismo del NAD sono bersagli per la scoperta di farmaci
Collagen
principale componente della matrice extracellulare
serve a tenere insieme le cellule in unità discrete
presente in quasi tutti gli organi
associata ai cross links
dipendono da età e cancro
OPTRODE
In un
sensore di ossigeno a fibra ottica
l'irradiazione dei coloranti provoca una fluorescenza che diminuisce con la PO2
misura assonanza ottica del pH
measure
gases, ions, enzymatic substrates, macro-molecules.
with active material
based on
Fluorimetric assessment
Colorimetric assessment
Phosphorescence
SPETTROSCOPIA
EMISSION
Sample
Dispersive device
Detector
Data output
FLUORESCENCE, fosforescenza e scattering
Sample
Dispersive device
detector
data output
dispersive device
Source
ABSORPTION
Source
dispersive device
sample
detector
Data output
Ottiche a raggio singolo
variazione nell'intensità della sorgente
errori analitici
tipo
vibrazioni monochromator
line voltage
DERIVA
La variazione lenta nel tempo del segnale medio (non rumore)
errore diretto nei risultati ottenuti
Soluzione ⇒ sistema ottico basato su uno spettrofotometro a doppio raggio
with chopper
Beam splitter
AAS
tecnica di analisi elementare
informazioni quantitative su 70 elementi
uso molto limitato per l'analisi qualitativa
determinato solo un elemento alla volta
Atomic emission
- Propane or natural gas mixed with compressed air is used for producing the flame
Flame AES
Atomic Absorption
maggioranza degli atomi in una fiamma assorbe energia a una lunghezza d'onda caratteristica
lampada a catodo cavo
selector disk