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FUNKTIONSGRUNDLAGEN

Lumineszenz ist die Lichtenergie, die ausgestrahlt wird, wenn angeregte Moleküle in den
Ruhezustand zurückkehren. Lumineszenz, die durch Lichtenergie angeregt wird, wird im
allgemeinen als Fluoreszenz bezeichnet. Wenn eine fluoreszierende Chemikalie einer
Lichtenergie einer entsprechenden Farbe ausgesetzt ist, werden die Elektronen in den Molekülen
der fluoreszierenden Chemikalie angeregt. Kurze Zeit später kehren die Elektronen in einen
Ruhezustand zurück und strahlen bei diesem Vorgang eine kleine Menge Lichtenergie aus. Die
ausgestrahlte Energie ist kleiner als die Anregungsenergie und hat deshalb eine andere Farbe.
Fluoreszierende Optoden (optische Elektroden) messen im Wesentlichen die Lichtenergie, die
von fluoreszierenden Farbstoffen emittiert wird. Das emittierte Licht wird vom Anregungslicht
durch optische Filter unterschieden. Da die Energie des Anregungslichts konstant bleibt, wird die
Menge des resultierenden Emissionslichtes nur von der Konzentration des zu analysierenden
Parameters beeinflusst. Die Konzentration des Parameters wird durch die Berechnung der
Differenz der an einem bekannten Kalibrierpunkt gemessenen Fluoreszenz und der mit einer
unbekannten Konzentration des Parameters gemessenen Fluoreszenz erstellt.
+
+
Die Na
-, K
-, Cl
Elektrodenmessungen (ISE). Die Optoden verwenden ionenselektive Erkennungselemente
(Ionophore), ähnlich derer, die in ionenselektiven Elektroden verwendet werden. Die Ionophoren
sind jedoch anstatt mit Elektroden mit fluoreszierenden Farbstoffen verbunden. Diese Arten von
Farbstoffen sind seit den 1970er Jahren zur Sichtbarmachung und Quantifizierung von zellulären
Ionengehalten bei der Fluoreszenz-Mikroskopie und Zellzählung in Gebrauch. Mit dem
Ansteigen der Ionenkonzentration binden diese Ionophore größere Mengen von Ionen und
erhöhen oder reduzieren damit, je nach Ion, die Intensität der Fluoreszenz. So wie die pH-Optode
benötigen auch die Ionen-Optoden keine Referenzelektrode, bei einigen zeigt sich jedoch eine
geringe pH-Anfälligkeit, die im OPTI LION automatisch durch den gemessenen pH-Wert
ausgeglichen wird.
Das Messprinzip der pH-Optode basiert auf pH-abhängigen Veränderungen der Lumineszenz
eines Farbstoffmoleküls, das in der Optode immobilisiert wurde. Derartige pH-Indikatorfarbstoffe
wurden von Chemikern über viele Jahre bei Säure-Basen-Titrierungen in optisch trüben Stoffen
verwendet. Die Beziehung zwischen Lumineszenz und pH wird durch eine Variante des
chemischen Massenwirkungsgesetzes quantifiziert,
welche beschreibt, wie die Intensität der Fluoreszenzemission sich bei einem über den
charakteristischen pKa des Farbstoffes ansteigenden Blut-pH-Wert reduziert
Verhältnis der minimalen Fluoreszenzintensität (pH >> pKa) zur maximalen Fluoreszenzintensität
(pH << pKa) dar.
Sie zeigen jedoch eine leichte Anfälligkeit gegenüber der Ionenstärke der gemessenen Probe.
Gebrauchsanweisung – OPTI LION Elektrolyt-Analysator
-
- und iCa -Ionen-Optoden basieren auf dem Prinzip der ionenselektiven
pKa-pH
I
= 10
+1
0
pKa-pH
I = 10
+R
pH-Optoden benötigen keine Referenzelektrode zur pH-Messung.
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R stellt das
.
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