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 adecuado . El luminol es un sólido cristalino de color blanco a amarillo pálido que es soluble en la mayoría de los solventes orgánicos polares, pero insoluble en agua.
Cuando se rocía luminol de manera uniforme sobre una zona, pequeñas cantidades de un oxidante activador hacen que el luminol emita un brillo azul que se puede ver en una habitación oscura. El brillo solo dura unos 30 segundos, pero se puede documentar fotográficamente. El brillo es más fuerte en las zonas 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 se denominó luminol hasta 1934. [3] [6]
Quimioluminiscencia
Quimioluminiscencia del luminol
Para que el luminol presente su luminiscencia, debe activarse con un oxidante. Normalmente, el activador es una solución que contiene peróxido de hidrógeno ( H2O2 ) e iones hidróxido en agua. En presencia de un catalizador, como un compuesto de hierro o peryodato , 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
En los laboratorios, a menudo se utiliza 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 de diversos 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 intermediario clave α-hidroxi-peróxido. Después de la ciclización al endoperóxido, el mono-anión sufrirá descomposición sin luminiscencia si el pH es demasiado bajo (< 8,2) para una segunda desprotonación. El dianión endoperóxido, sin embargo, puede dar el producto retro-Diels-Alder: dianión 1,2-dioxano-3,6-diona, y después de la quimioexcitación por dos transferencias de un solo electrón (SET) da el dianión 3-aminoftalato en su primer estado excitado singlete (S1). Esta molécula altamente inestable se relaja al estado fundamental, emitiendo así luz con una longitud de onda de alrededor de 425 nm (azul púrpura), es decir, quimioluminiscencia .
Uso en investigación criminal
Historia
En 1928, el químico alemán HO Albrecht descubrió que la sangre , entre otras sustancias, mejoraba 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 estudios extensos sobre la aplicación del luminol a la detección de sangre en escenas 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 produjo una reacción más fuerte y duradera que la sangre fresca; y
Si la luminiscencia desaparece, se puede reproducir mediante la aplicación de una nueva solución de luminol y peróxido de hidrógeno; de esta manera, las manchas de sangre secas 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 el oxidante. El hierro en 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 detectar incluso trazas de sangre. El brillo azul dura unos 30 segundos por aplicación. Para detectar el brillo se necesita una habitación bastante oscura. Cualquier brillo detectado puede documentarse mediante una fotografía de exposición prolongada .
Desventajas
El uso de luminol en una investigación de la escena del crimen se ve algo obstaculizado por el hecho de que reacciona con compuestos que contienen hierro y cobre , [15] blanqueadores , rábano picante , materia fecal y residuos de humo de cigarrillo. [14] La aplicación de luminol a una pieza de evidencia puede evitar que se realicen otras pruebas en ella; sin embargo, se ha extraído ADN con éxito de muestras expuestas al luminol. [16]
Moléculas relacionadas
Luminol: 5-amino-2,3-dihidro-1,4; 3-amino-ftalhidrazida; 1,4-ftalazinediona, 5-amino-2,3-dihidro; CAS: [521-31-3] C8H7N3O2 – PM : 177,16 λ abs (en NaOH 0,1 N) λ max 1 : 347 nm y λ max 2: 300 nm ; CE (a λ max 1 ): 7650 L /mol × cm λ abs / λ em (MeOH): 355/413 nm
Luminol, sal sódica: 3-amino-ftalhidrazida sódica; CAS: [20666-12-0] C 8 H 6 N 3 O 2 Na – PM: 199,12
Hemihidrato de luminol: un hidrato de 3-amino-ftalhidrazida de sodio; CAS: [206658-90-4] C 8 H 6 N 3 O 2 Na · H 2 O – MW: 217,16
Clorhidrato de luminol: clorhidrato de 3-amino-ftalhidrazida; CAS: [74165-64-3] C 8 H 7 N 3 O 2 · HCl MW: 213,62
^ Khan, Parvez; Idrees, Danish; MOxley, Michael A.; et al. (mayo de 2014). "Señales quimioluminiscentes basadas en luminol: aplicaciones clínicas y no clínicas y usos futuros". Applied Biochemical Biotechnology . 173 (2): 333–355. doi :10.1007/s12010-014-0850-1. PMC 4426882 . PMID 24752935.
^ ab Ernest Huntress; Lester Stanley; Almon Parker (1934). "La preparación de 3-aminoftalhidrazida para su uso en la demostración de quimioluminiscencia". Revista de la Sociedad Química Americana . 56 (1): 241–242. doi :10.1021/ja01316a077.
Nota: Gill afirma que el luminol se preparaba ya en 1853. Véase: Steven K. Gill (1983) "New developments in chemiluminescence research", Aldrichimica Acta 16 (3) : 59–61; tiene nota al pie 2 en la pág. 60. Disponible en: Aldrichimica Acta Archivado el 8 de enero de 2015 en Wayback Machine . Sin embargo, las fuentes que Gill cita no mencionan la preparación del luminol antes de 1902. Gill probablemente confundió el luminol con la lofina (2,4,5-trifenil-1 H -imidazol), que las fuentes que cita sí mencionan. La lofina también es quimioluminiscente y fue preparada 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 sobre 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", Journal of Chemical Education , 11 (3): 142–145. doi :10.1021/ed011p142
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^ Yue, Ling; Liu, Yi-Tong (3 de septiembre de 2020). "Información mecanicista sobre la quimioluminiscencia dependiente del pH del luminol en solución acuosa". The Journal of Physical Chemistry 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 las escenas del crimen , 2.ª 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 por medio de quimioluminiscencia", Journal of Laboratory and Clinical Medicine , 24 : 1183–1189.
^ ab James, Stuart; Kish, Paul E.; Sutton, Paulette Sutton (2005). Principios del análisis de patrones de sangre. Boca Raton, Londres, Nueva York, Singapur: Taylor and Francis Group. p. 376. ISBN0-8493-2014-3.
^ Ples, Marek. "Quimioluminiscencia del luminol activado por un 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 Archivado el 2 de enero de 2015 en Wayback Machine .
Enlaces externos
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