Основывается данный эффект на том, что в результате некоторых химических взаимодействий может выделяться энергия, причем выделяется она в виде света. Связано это с переходами электронов между энергетическими уровнями. По закону сохранения, электрон, переходя с более высокого энергетического уровня на более низкий должен отдать часть своей энергии, равную разности энергий этих уровней. Отдача может происходить как в виде выделения тепла, так и в форме испускания кванта света. Рассмотрим весь процесс в целом более подробно.
Процесс хемилюминесценции разделяют на 2 этапа:
1) Образование продукта в электронном возбужденном состоянии (хемилюминесцентная реакция); Это означает, что в получившемся веществе электроны молекул или атомов занимают не все нижние уровни, и существуют пустые незаполненные места.
A + B -> C*
2) Испускание кванта света (люминесценция); Электронам энергетически выгоднее перейти на более низкие уровни, если там есть незаполненные места.
C* -> C + фотон
Важно отметить, что биолюминесценция является частным случаем хемилюминесценции. Основное отличие состоит в том, что реакции проходят в живых организмах.
Как правило, с помощью хемилюминесценции определяют составы веществ, наличие различных радикалов, металлов, окислов, проводят анализ нанотрубок, квантовых точек, биологических объектов и т.п. Поскольку свечение происходит в видимом спектре, то это автоматически открывает возможность использовать видео- и фото камеры стандартного диапазона длин волн. Однако зачастую излучение имеет очень слабовыраженный характер, и, следовательно, регистрирующая техника должна обладать высокой чувствительностью.
