El luminol (C 8 H 7 N 3 O 2 ) es una sustancia química que exhibe quimioluminiscencia , con un brillo azul, cuando se mezcla con un agente oxidante apropiado . El luminol es un sólido cristalino de color blanco a amarillo pálido que es soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos polares, pero insoluble en agua.
Cuando se rocía luminol uniformemente sobre un área, pequeñas cantidades de un oxidante activador hacen que el luminol emita un brillo azul que se puede ver en una habitación oscura. El resplandor sólo dura unos 30 segundos, pero se puede documentar fotográficamente. El brillo es más fuerte en las áreas que reciben más rociado; la intensidad del brillo no indica la cantidad de sangre u otro activador presente.
El compuesto se sintetizó por primera vez en Alemania en 1902, [5] pero no recibió el nombre de "luminol" hasta 1934. [3] [6]
quimioluminiscencia
Quimioluminiscencia del luminol.
Para exhibir su luminiscencia, el luminol debe activarse con un oxidante. Por lo general, el activador es una solución que contiene peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) e iones de hidróxido en agua. En presencia de un catalizador como un compuesto de hierro o periodato , el peróxido de hidrógeno se descompone para formar oxígeno y agua:
2H2O2 → O2 + 2H2O
H 2 O 2 + KIO 4 → KIO 3 + O 2 + H 2 O
Los entornos de laboratorio suelen utilizar ferricianuro de potasio o peryodato de potasio como catalizador. En la detección forense de sangre, el catalizador es el hierro presente en la hemoglobina . [7] Las enzimas en una variedad de sistemas biológicos también pueden catalizar la descomposición del peróxido de hidrógeno.
El mecanismo exacto de la quimioluminiscencia del luminol es una reacción compleja de varios pasos, especialmente en condiciones acuosas. Una investigación teórica reciente ha podido dilucidar la cascada de reacciones como se muestra a continuación. [8] El luminol primero se desprotona en condiciones básicas y luego se oxida al radical aniónico. Que a su vez tiene dos caminos disponibles para dar el intermedio clave α-hidroxiperóxido. Después de la ciclación al endoperóxido, el monoanión se descompondrá sin luminiscencia, si el pH es demasiado bajo (< 8,2) para una segunda desprotonación. Sin embargo, el dianión endoperóxido puede dar el producto retro-Diels-Alder: dianión 1,2-dioxano-3,6-diona. Y después de la quimioexcitación mediante dos transferencias de un solo electrón (SET), se obtiene el dianión de 3-aminoftalato en su primer estado excitado singlete (S1). Esta molécula altamente inestable se relaja hasta el estado fundamental, emitiendo así luz de aproximadamente 425 nm de longitud de onda (púrpura-azul), la llamada quimioluminiscencia .
Uso en investigación criminal
Historia
En 1928, el químico alemán HO Albrecht descubrió que la sangre , entre otras sustancias, potenciaba la luminiscencia del luminol en una solución alcalina de peróxido de hidrógeno. [9] [10] En 1936, Karl Gleu y Karl Pfannstiel confirmaron esta mejora en presencia de hematina , un componente de la sangre. [11] En 1937, el científico forense alemán Walter Specht realizó amplios estudios sobre la aplicación del luminol a la detección de sangre en la escena del crimen. [12] En 1939, los patólogos de San Francisco Frederick Proescher y AM Moody hicieron tres observaciones importantes sobre el luminol: [13] [14]
aunque la prueba es presuntiva, se pueden examinar rápidamente grandes áreas de material sospechoso;
la sangre seca y descompuesta daba una reacción más fuerte y duradera que la sangre fresca; y
si la luminiscencia desaparece, puede reproducirse mediante la aplicación de una solución nueva de luminol y peróxido de hidrógeno; De este modo, las manchas de sangre seca pueden volverse luminiscentes repetidamente.
Teoría
Los investigadores de la escena del crimen utilizan luminol para encontrar rastros de sangre, incluso si alguien la ha limpiado o eliminado. El investigador rocía una solución de luminol y oxidante. El hierro de la sangre cataliza la luminiscencia. La cantidad de catalizador necesaria para provocar la reacción es muy pequeña en relación con la cantidad de luminol, lo que permite la detección incluso de trazas de sangre. El brillo azul dura unos 30 segundos por aplicación. Detectar el resplandor requiere una habitación bastante oscura. Cualquier resplandor detectado puede documentarse mediante una fotografía de larga exposición .
Desventajas
El uso de Luminol en la investigación de la escena del crimen se ve algo obstaculizado por el hecho de que reacciona con compuestos que contienen hierro y cobre , [15] lejías , rábano picante , materia fecal o residuos de humo de cigarrillo. [14] La aplicación de luminol a una prueba puede impedir que se realicen otras pruebas en ella; sin embargo, se ha extraído con éxito ADN de muestras expuestas al luminol. [dieciséis]
Moléculas relacionadas
Luminol: 5-amino-2,3-dihidro-1,4; 3-aminoftalhidrazida; 1,4-ftalazindiona, 5-amino-2,3-dihidro; CAS: [521-31-3] C8H7N3O2 – PM : 177,16 λ abs ( en NaOH 0,1 N ) λ máx 1: 347 nm y λ máx 2 : 300 nm; CE (a λ max 1): 7650 L/mol × cm λ abs / λ em (MeOH): 355/413 nm
Luminol, sal sódica: 3-aminoftalhidrazida sódica; CAS : [ 20666-12-0 ] C8H6N3O2Na – PM : 199,12
Hemihidrato de luminol: un hidrato de 3-aminoftalhidrazida de sodio; CAS: [206658-90-4] C 8 H 6 N 3 O 2 Na · H 2 O – PM: 217,16
Clorhidrato de luminol: clorhidrato de 3-aminoftalhidrazida; CAS: [74165-64-3] C 8 H 7 N 3 O 2 · HCl PM: 213,62
^ Khan, Parvez; Idrees, danés; MOxley, Michael A.; et al. (mayo de 2014). "Señales quimioluminiscentes basadas en luminol: aplicaciones clínicas y no clínicas y usos futuros". Biotecnología Bioquímica Aplicada . 173 (2): 333–355. doi :10.1007/s12010-014-0850-1. PMC 4426882 . PMID 24752935.
^ ab Ernest Huntress; Lester Stanley; Almón Parker (1934). "La preparación de 3-aminoftalhidrazida para su uso en la demostración de quimioluminiscencia". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 56 (1): 241–242. doi :10.1021/ja01316a077.
^ Síntesis de luminol
^ Ver:
Aloys Josef Schmitz, "Ueber das Hydrazid der Trimesinsäure und der Hemimellithsäure" Archivado el 2 de enero de 2015 en la Wayback Machine (Sobre la hidrazida del ácido trimésico [ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico] y del ácido hemimelítico [1,2, Ácido 3-bencenotricarboxílico]), Disertación inaugural, Universidad de Heidelberg, 1902; págs. 17, 39–43. Schmitz llama al luminol "1-amino-2,3-ftalsäurehidrazida".
Nota: Gill afirma que el luminol se preparó ya en 1853. Véase: Steven K. Gill (1983) "Nuevos desarrollos en la investigación de quimioluminiscencia", Aldrichimica Acta 16 (3): 59–61; tiene la nota a pie de página 2 en la p. 60. Disponible en: Aldrichimica Acta Archivado el 8 de enero de 2015 en Wayback Machine . Sin embargo, las fuentes que cita Gill no mencionan la preparación de luminol antes de 1902. Gill probablemente confundió el luminol con lofina (2,4,5-trifenil-1 H -imidazol), que las fuentes que cita sí mencionan. Lophine también es quimioluminiscente y fue preparado por primera vez en 1844 por Auguste Laurent. (Ver: Auguste Laurent (1844) "Sur un nouvel alcali organique, la lophine" (Sobre un nuevo álcali orgánico, lophine), Revue scientifique et industrielle , 18 : 272-278.) La quimioluminiscencia de la lofina fue observada por primera vez por: Radziszewski , Bronisław L. (1877) "Untersuchungen über Hydrobenzamid, Amarin und Lophin" Archivado el 14 de diciembre de 2015 en Wayback Machine (Investigaciones de hidrobenzamida, amarina y lofina), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 10 : 70–75 . En 1853, Ludwig Teichmann desarrolló una prueba de sangre, pero no se basaba en la quimioluminiscencia. Véase: L Teichmann (1853) "Ueber die Krystallisation der organischen Bestandtheile des Bluts" (Sobre la cristalización de los componentes orgánicos de la sangre), Zeitschrift für rationelle Medicin , nueva serie, 3 : 375–388.
^ Véase también: Ernest H. Huntress, Lester N. Stanley y Almon S. Parker (marzo de 1934) "La oxidación de 3-aminoftalhidrazida ("luminol") como demostración de quimioluminiscencia en una conferencia", Journal of Chemical Education , 11 ( 3): 142-145. doi :10.1021/ed011p142
^ Por favor, Marek. "Quimioluminiscencia activada por la sangre". www.weirdscience.eu (en polaco). Archivado desde el original el 3 de enero de 2015 . Consultado el 23 de diciembre de 2014 .
^ Yue, Ling; Liu, Yi-Tong (3 de septiembre de 2020). "Visión mecanística de la quimioluminiscencia del luminol dependiente del pH en solución acuosa". La Revista de Química Física B. 124 (35): 7682–7693. doi :10.1021/acs.jpcb.0c06301. ISSN 1520-6106. PMID 32790377. S2CID 221125324.
^ HO Albrecht (1928) "Über die Chemiluminescenz des Aminophthalsäurehidrazids" (Sobre la quimioluminiscencia de la hidrazida del ácido aminoftálico) Zeitschrift für Physikalische Chemie 136 : 321–330.
^ Stuart H. James y William G. Eckert, Interpretación de la evidencia de manchas de sangre en la escena del crimen , 2ª ed. (Boca Raton, Florida: CRC Press LLC, 1998), página 154 Archivado el 15 de febrero de 2017 en Wayback Machine .
^ Gleu, Karl; Pfannstiel, Karl (1936) "Über 3-aminoftalsaure-hidrazida" Journal für Praktische Chemie 146 : 137–150.
^ Specht, Walter (1937) "Die Chemiluminescenz des Hämins, ein Hilfsmittel zur Auffindung und Erkennung forensisch wichtiger Blutspuren" (La quimioluminiscencia de la haemina, una ayuda para la búsqueda y el reconocimiento de rastros de sangre de importancia forense), Angewandte Chemie 50 (8): 155–157.
^ Proescher F. y Moody AM (1939) "Detección de sangre mediante quimioluminiscencia", Journal of Laboratory and Clinical Medicine , 24 : 1183–1189.
^ ab James, Estuardo; Kish, Paul E.; Sutton, Paulette Sutton (2005). Principios del análisis de patrones Bloodstsain. Boca Raton, Londres, Nueva York, Singapur: Taylor and Francis Group. pag. 376.ISBN0-8493-2014-3.
^ Por favor, Marek. "Quimioluminiscencia de luminol activada por compuesto de cobre". www.weirdscience.eu (en polaco). Archivado desde el original el 3 de enero de 2015 . Consultado el 23 de diciembre de 2014 .
^ Nota técnica sobre Hemaglow Archivada el 2 de enero de 2015 en Wayback Machine.
enlaces externos
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