Détection par fluorescence

Lorsqu'un composé est irradié par la lumière, les électrons dans l'état fondamental énergétiquement stable utilisent l'énergie de la lumière pour passer à des états excités énergétiquement élevés et instables. Les molécules qui passent à l'état excité perdent de l'énergie en raison de la chaleur ou des collisions avec d'autres molécules et retournent à l'état fondamental. Dans ce processus, certains composés émettent de la lumière avec l'énergie absorbée. Cette émission est appelée "photoluminescence" et inclut la fluorescence et la phosphorescence. La Fig. 1 montre le principe de l'émission de fluorescence.
La détection de l'absorbance est basée sur l'absorption qui se produit lorsqu'un composé irradié par la lumière passe de l'état fondamental à l'état excité. La détection de la fluorescence est une méthode de détection qui utilise la fluorescence émise lorsqu'un composé retourne à l'état fondamental après être passé à l'état excité.
Les composés contenant des groupes fonctionnels avec des bandes d'absorption peuvent être détectés par un détecteur d'absorbance, et seuls les composés avec des propriétés fluorescentes peuvent être détectés par un détecteur de fluorescence.

Fig.1 Principe de l'émission de fluorescence

La Fig.2 montre un schéma d'un détecteur de fluorescence. Une lampe au xénon est généralement utilisée comme source de lumière pour le détecteur de fluorescence. La lumière émise par la lampe est séparée en un faisceau lumineux d'une certaine longueur d'onde avec le réseau d'excitation, puis passe à travers la cellule de flux. Lorsqu'il y a une substance dans la cellule de flux qui reçoit une longueur d'onde spécifique de lumière et passe à un état excité, elle devient un composé fluorescent. La lumière émise par le composé est séparée par le réseau d'émission et convertie en un signal électrique selon son intensité par un photomultiplicateur.

Fig.2 Schéma d'un détecteur de fluorescence

L'avantage d'un détecteur de fluorescence est qu'il peut être détecté par des longueurs d'onde d'excitation et de fluorescence spécifiques à une substance particulière, ce qui conduit à une plus grande sélectivité de détection par rapport à d'autres détecteurs. De plus, les résultats d'analyse ne seraient pas affectés par le bruit dérivé de la phase mobile car le détecteur de fluorescence n'est pas capable de détecter des composés non fluorescents. Cela conduit à une détection directe de l'énergie lumineuse émise par les composés fluorescents, et permet également d'obtenir une sensibilité plus élevée que les détecteurs d'absorbance. La Fig.3 montre un exemple d'analyse de l'isopropylméthylphénol (IPMP), un ingrédient actif dans les savons médicinaux, en utilisant un détecteur de fluorescence et un détecteur d'absorbance UV. L'IPMP peut être détecté par un détecteur UV, cependant, le détecteur de fluorescence est plus utile pour une analyse à haute sensibilité. Le Tableau 1 montre la comparaison du rapport S/N de l'IPMP (2 mg/L) calculé par la méthode ASTM pour le détecteur de fluorescence et le détecteur UV. Une détermination du bruit ASTM a été effectuée à partir des valeurs des points de données de 15 minutes à 20 minutes à un intervalle de 0,5 minute dans cette analyse.

Référence：

Dans le cas de cette analyse, une solution standard d'IPMP à 2 mg/L a été analysée. La concentration correspond à une teneur de 0,1 % qui équivaut à la teneur minimale autorisée dans un échantillon réel spécifiée par le ministère de la Santé, du Travail et du Bien-être du Japon (MHLW). En comparaison avec le détecteur d'absorbance, l'IPMP a été détecté avec une sensibilité environ 20 fois plus élevée par le détecteur de fluorescence.

Bien que seuls les composés fluorescents puissent être détectés par un détecteur de fluorescence, les composés non fluorescents peuvent être détectés en utilisant une méthode de dérivation qui peut être convertie en composés fluorescents en réagissant avec divers réactifs spécifiques.

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