Люминол - Luminol

Для барбитурат препарат Люминал, см. фенобарбитал.
Люминол[1]
Химическая структура люминола
Шариковая модель люминола
Имена
Предпочтительное название IUPAC
5-амино-2,3-дигидрофталазин-1,4-дион
Другие имена
5-амино-2,3-дигидро-1,4-фталазиндион
о-Аминофталоилгидразид
о-Аминофталилгидразид
3-аминофтальгидразид
3-аминофталевый гидразид
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.007.556 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 208-309-4
UNII
Характеристики
C8ЧАС7N3О2
Молярная масса177,16 г / моль
Температура плавления 319 ° С (606 ° F, 592 К)
Опасности
Паспорт безопасностиMSDS для люминола
NFPA 704 (огненный алмаз)
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверятьY проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Люминол (C8ЧАС7N3О2) это химический что показывает хемилюминесценция с голубым свечением при смешивании с подходящим окислитель. Люминол представляет собой твердое кристаллическое вещество от белого до бледно-желтого цвета, растворимое в большинстве полярных органических растворителей, но не растворимое в воде.

Судебно-медицинская экспертиза исследователи используют люминол для обнаружения следовых количеств кровь в места преступления, поскольку он реагирует с железом в гемоглобин. Биологи используют его в клеточных анализы обнаружить медь, утюг, цианиды, а также конкретные белки через вестерн-блоттинг.[2]

Когда люминол распыляется равномерно по площади, следовые количества активирующего окислителя заставляют люминол излучать голубое свечение, которое можно увидеть в затемненной комнате. Свечение длится всего около 30 секунд, но исследователи могут задокументировать эффект с помощью фотография с длинной выдержкой. Следователи на месте преступления должны наносить его равномерно, чтобы избежать вводящих в заблуждение результатов, поскольку следы крови кажутся более концентрированными в областях, которые получают больше брызг. Интенсивность свечения не указывает на количество крови или другого присутствующего активатора, а только показывает распределение следовых количеств в области.

Синтез

Люминол синтезируется в двухступенчатом процессе, начиная с 3-нитрофталевая кислота.[3][4] Первый, гидразин (N2ЧАС4) нагревают с 3-нитрофталевой кислотой в высококипящем растворителе, таком как триэтиленгликоль и глицерин. An ацильное замещение реакция конденсации происходит с потерей воды с образованием 3-нитрофтальгидразида. Сокращение нитрогруппа чтобы аминогруппа с дитионит натрия (Na2S2О4) через переходный гидроксиламин промежуточный, производит люминол.

Люминол синтез.png

Впервые соединение было синтезировано в Германии в 1902 г.[5] но не назывался "люминол" до 1934 года.[3][6]

Хемилюминесценция

Хемилюминесценция люминола

Для проявления люминесценции люминол необходимо активировать окислителем. Обычно раствор, содержащий пероксид водорода (ЧАС2О2) и гидроксид ионы в воде - активатор. При наличии катализатор например, утюг или периодировать соединение, перекись водорода разлагается с образованием кислорода и воды:

2 ч2О2 → О2 + 2 часа2О
ЧАС2О2 + КИО4 → КИО3 + O2 + H2О

В лабораторных условиях часто используют феррицианид калия или периодат калия для катализатора. При судебно-медицинском обнаружении крови катализатором является железо, содержащееся в гемоглобин.[7] Ферменты в различных биологических системах может также катализировать разложение перекиси водорода.

Люминол реагирует с гидроксид-ионом, образуя дианион. Кислород, полученный из перекиси водорода, затем реагирует с дианионом люминола. Продукт этой реакции - органический пероксид, очень нестабилен и немедленно разлагается с потерей азота с образованием 5-аминофталевой кислоты с электронами в возбужденном состоянии. Когда возбужденное состояние релаксирует до основного состояния, избыточная энергия выделяется в виде фотона, видимого как синий свет.

Реакции, приводящие к хемилюминесценции люминола.

Использование следователями на месте преступления

История

В 1928 году немецкий химик Х. О. Альбрехт обнаружил, что кровь в числе других веществ усиливал свечение люминола в щелочном растворе перекиси водорода.[8][9] В 1936 году Карл Глеу и Карл Пфаннштиль подтвердили это улучшение в присутствии гематин, компонент крови.[10] В 1937 году немецкий судебно-медицинский эксперт Вальтер Шпехт провел обширные исследования применения люминола для обнаружения крови на местах преступления.[11] В 1939 году патологи Сан-Франциско Фредерик Проешер и А.М. Муди сделали три важных наблюдения относительно люминола:[12][13]

  1. хотя тест является предположительным, можно быстро исследовать большие участки предполагаемого материала;
  2. засохшая и разложившаяся кровь давала более сильную и продолжительную реакцию, чем свежая кровь; и
  3. если люминесценция пропадает, ее можно воспроизвести, нанеся свежий раствор люминола и перекиси водорода; Таким образом, засохшие пятна крови могут многократно становиться люминесцентными.

Теория

Следователи на месте преступления Используйте люминол, чтобы найти следы крови, даже если кто-то очистил или удалил ее. Исследователь распыляет раствор люминола и окислителя. Железо в крови катализирует люминесценцию. Количество катализатора, необходимое для того, чтобы вызвать реакцию, очень мало по сравнению с количеством люминола, что позволяет обнаруживать даже следовые количества крови. Синее свечение длится около 30 секунд на одно нанесение. Для обнаружения свечения требуется довольно темная комната. Любое обнаруженное свечение может быть задокументировано путем длительной выдержки фотография.

Недостатки

Люминол имеет недостатки, которые могут ограничивать его использование при расследовании преступления:

  • Хемилюминесценция люминола также может быть вызвана рядом веществ, таких как медь или медьсодержащие химические соединения,[14] и некоторые отбеливает. В результате, если кто-то тщательно очищает место преступления с помощью раствора отбеливателя, остатки очистителя заставляют все место преступления излучать типичное синее свечение, которое эффективно маскирует органические доказательства, такие как кровь.
  • Хрен соус, через фермент пероксидаза хрена, катализирует окисление люминола, испуская свет с длиной волны 428 нм (синий в видимый спектр ), что может привести к ложному срабатыванию.
  • Люминол может обнаруживать небольшое количество кровь присутствует в моча, и может искажаться, если моча животных присутствует в проверяемой комнате.
  • Люминол вступает в реакцию с фекалиями, вызывая такое же свечение, как если бы это была кровь.
  • Присутствие люминола может помешать проведению других тестов на вещественных доказательствах. Однако было показано, что ДНК может быть успешно извлечена из образцов, обработанных люминолом. реагент.[15]
  • Чрезмерное задымление в замкнутом пространстве - например, в машине, в которой кто-то часто курит, - может привести к положительным результатам с Люминолом.[13]

Родственные молекулы

  • Люминол: 5-амино-2,3-дигидро-1,4-фталазиндион; 3-аминофтальгидразид; 1,4-фталазиндион, 5-амино-2,3-дигидро; CAS: [521-31-3]
    C8ЧАС7N3О2 - МВт: 177,16
    λпресс (в 0,1 N NaOH) λМаксимум 1: 347 нм и λМаксимум 2: 300 нм; EC (при λМаксимум 1): 7650 л / моль × см
    λпресс / λЭм (МеОН): 355/413 нм
  • Люминол, натриевая соль: 3-аминофтальгидразид натрия; CAS: [20666-12-0]
    C8ЧАС6N3О2Na - МВт: 199,12
  • Полугидрат люминола: a гидрат 3-аминофтальгидразида натрия; CAS: [206658-90-4]
    C8ЧАС6N3О2Na •ЧАС2О - МВт: 217,16
  • Люминола гидрохлорид: гидрохлорид 3-аминофтальгидразида; CAS: [74165-64-3]
    C8ЧАС7N3О2 · МВт HCl: 213,62
  • Изолюминол: 4-аминофтальгидразид; CAS: [3682-14-1]
    C8ЧАС7N3О2 - МВт: 117,16 (Xi)
  • Моногидрат изолюминола: моногидрат 4-аминофтальгидразида
    C8ЧАС7N3О2 • ЧАС2О - МВт: 195,15
  • Изолюминол ABEI: моногидрат 4-аминофтальгидразида; CAS: [66612-29-1]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Индекс Merck, 11-е издание, 5470.
  2. ^ Хан, Парвез; Идрис, датский; MOxley, Michael A .; и другие. (Май 2014 г.). «Хемилюминесцентные сигналы на основе люминола: клиническое и неклиническое применение и будущее использование». Прикладная биохимическая биотехнология. 173 (2): 333–355. Дои:10.1007 / s12010-014-0850-1. ЧВК  4426882. PMID  24752935.
  3. ^ а б Эрнест Хантресс; Лестер Стэнли; Алмон Паркер (1934). «Препарат 3-аминофталгидразида для демонстрации хемилюминесценции». Журнал Американского химического общества. 56 (1): 241–242. Дои:10.1021 / ja01316a077.
  4. ^ Синтез люминола
  5. ^ Увидеть:
    • Алоис Йозеф Шмитц, "Ueber das Hydrazid der Trimesinsäure und der Hemimellithsäure" В архиве 2015-01-02 в Wayback Machine (На гидразиде тримезиновая кислота [1,3,5-бензолтрикарбоновая кислота] и гемимеллитовая кислота [1,2,3-бензолтрикарбоновая кислота]), инаугурационная диссертация, Гейдельбергский университет, 1902; С. 17, 39–43. Шмитц называет люминол «1-амино-2,3-фтальсоригидразид».
    • Примечание: Гилл утверждает, что люминол был получен еще в 1853 году. См .: Стивен К. Гилл (1983) «Новые разработки в исследованиях хемилюминесценции». Aldrichimica Acta 16 (3): 59–61; есть сноска 2 на стр. 60. Доступно по адресу: Aldrichimica Acta В архиве 2015-01-08 в Wayback Machine. Однако источники, цитируемые Гиллом, не упоминают о получении люминола до 1902 года. Гилл, вероятно, спутал люминол с лофин (2,4,5-трифенил-1ЧАС -имидазол), о которых упоминают источники, которые он цитирует. Лофин также является хемилюминесцентным и был впервые приготовлен в 1844 году Огюстом Лораном. (См .: Огюст Лоран (1844). "Sur un nouvel alcali organique, la lophine" (О новой органической щелочи лофине), Revue scientifique et Industrielle, 18: 272–278.) Хемилюминесценцию лофина впервые наблюдали: Радзишевский, Бронислав Л. (1877) "Untersuchungen über Hydrobenzamid, Amarin und Lophin" В архиве 2015-12-14 на Wayback Machine (Исследования гидробензамида, амарина и лофина), Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft zu Berlin, 10 : 70–75. В 1853 году Людвиг Тайхманн разработал тест на кровь, но он не полагался на хемилюминесценцию. См .: Л. Тейхманн (1853). "Ueber die Krystallisation der Organischen Bestandtheile des Bluts" (О кристаллизации органических компонентов крови), Zeitschrift für rationelle Medicin, новая серия, 3 : 375–388.
  6. ^ См. Также: Эрнест Х. Хантресс, Лестер Н. Стэнли и Алмон С. Паркер (март 1934 г.) «Окисление 3-аминофтальгидразида (« люминол ») как лекционная демонстрация хемилюминесценции». Журнал химического образования, 11 (3) : 142–145.
  7. ^ Плес, Марек. «Хемилюминесценция, активируемая кровью». www.weirdscience.eu (по польски). Архивировано из оригинал на 2015-01-03. Получено 2014-12-23.
  8. ^ Х. О. Альбрехт (1928) «Uber die Chemiluminescenz des Aminophthalsäurehydrazids» (О хемилюминесценции гидразида аминофталевой кислоты) Zeitschrift für Physikalische Chemie 136: 321–330.
  9. ^ Стюарт Х. Джеймс и Уильям Г. Эккерт, Интерпретация доказательств наличия пятен крови на месте преступления2-е изд. (Бока-Ратон, Флорида: CRC Press LLC, 1998), стр. 154 В архиве 2017-02-15 в Wayback Machine.
  10. ^ Глеу, Карл; Пфанштиль, Карл (1936) «Убер 3-аминофтальзавра-гидразид» Journal für Praktische Chemie 146: 137–150.
  11. ^ Шпехт, Вальтер (1937) «Die Chemiluminescenz des Hämins, ein Hilfsmittel zur Auffindung und Erkennung forensisch wichtiger Blutspuren» (Хемилюминесценция гемина, помощь в обнаружении и распознавании значимых следов крови), Angewandte Chemie 50 (8): 155–157.
  12. ^ Проешер Ф., Муди А. (1939) «Обнаружение крови с помощью хемилюминесценции», Журнал лабораторной и клинической медицины, 24 : 1183–1189.
  13. ^ а б Джеймс, Стюарт; Киш, Пол Э .; Саттон, Полетт Саттон (2005). Принципы анализа образцов кровавых пятен. Бока-Ратон, Лондон, Нью-Йорк, Сингапур: Тейлор и Фрэнсис Групп. п.376. ISBN  0-8493-2014-3.
  14. ^ Плес, Марек. «Хемилюминесценция люминола, активированного соединением меди». www.weirdscience.eu (по польски). Архивировано из оригинал на 2015-01-03. Получено 2014-12-23.
  15. ^ Техническое примечание о Hemaglow В архиве 2 января 2015 г. Wayback Machine

внешняя ссылка