化学発光
化学発光(かがくはっこう)または、ケミルミネセンス(英: chemiluminescence)とは、化学反応によって励起された分子が基底状態に戻る際、エネルギーを光として放出する現象である。この中で分子単独が励起状態を形成するものを直接発光と呼び、系内に存在する蛍光物質等へエネルギー移動し、蛍光物質の発光が観測されるものを間接化学発光と呼ぶ。
代表的な化学発光を示す有機化合物の例としてルミノール、ロフィン、ルシゲニン、シュウ酸エステルがある。前者3つは直接発光であり、後者は間接化学発光である。 シュウ酸エステルの化学発光は過シュウ酸エステル化学発光と呼ばれている。
反応物AとB、励起状態の中間体◊、生成物、そして発光の関係は次の反応式で表される。
[A] + [B] → [◊] → [生成物] + 光
たとえば、適切な触媒の存在があるとして、[A]がルミノール、[B]が過酸化水素とすると反応式は次のようになる。
ルミノール + H2O2 → 3-APA[◊] → 3-APA + 光
ただし、
3-APAは3-アミノフタル酸
3-APA[◊]は、励起状態であり蛍光を発してエネルギーが低い状態になる。
励起状態[◊]のエネルギー低下は光の放出の原因となる。理論上、一つの光子は反応物の分子ごと、またはモルあたりの光子のアボガドロ定数ごとに放出されなければならない。実際には、非酵素反応での量子効率(QC)はめったに1%を上回らない。
マンガン(VII, IV, III)イオンを含む溶液は、水素化ホウ素ナトリウム溶液によってMn(II)へ還元されるとき化学発光(690nm)を示す。