머  리  말

 자연과학의 물질관은 에너지, 시간, 형태의 3가지 요소에 근거하고 있다고 생각된다. 그러므로 분석 화학은 이러한 요소들을 근거로 자연을 규명하는 방법론이라고 할 수 있다. 흡광·형광분석법은 빛의 에너지와 분자의 전자 상태의 전이를 이용하는 분석법이다. 용액의 육안으로 색상의 농도에서 정량을 행하는 비색법은 1920년대에 빛의 흡수가 양자론적으로 이해되기 훨씬 이전부터 이용되었다. 광로의 길이와 빛의 흡수량 관계는 Johann Lambert(1768년) 및 Pierre Bouguer(1729년)에 의해 발견되었으며, 또한 빛의 흡수량과 농도와의 관계는 1852년에 August Beer에 의해 발견되었다. 제2차 세계대전 후인 1950년경부터 일본에서도 광전관을 이용하는 광전비색계가 시판되었으며, 더욱이 트랜지스터에서 IC, 광전자증배관, 다이오드어레이 등의 진보와 함께 분광광도계로서 널리 보급되었다.

가시 및 자외광의 흡수를 이용하는 분석법은 진동 분광에 비하면 물질의 동정능력에서는 떨어지지만 정량감도에 있어서는 훨씬 우수하다. 또한 장치도 소형화가 용이하고 측정결과의 신뢰성도 높다. 통상 용액상태에서 측정이 이루어지기 때문에 화학조작을 수반하는 경우가 많으나 최근에는 흐름계와 조합하여 화학조작을 간략화하는 방법도 행해지고 있다. 금속이온이나 무기이온을 분석하기 위한 비색시약이 오래전부터 개발되어 오늘날 많은 논문을 참조할 수 있다. 환경분석이나 형광분자의 용어로도 널리 이용되고 있다. 1868년에는 Friedrich Goppelsroeder가 모린에 의한 미량 알루미늄의 형광 검출법을 발표하였고, 형광 분석의 역사도 양자론 이전으로 거슬러 올라갈 수 있다. 20세기가 되어 형광현상의 물리적 연구가 진전되어 측정기기의 발전·보급과 함께 진보를 이루기에 이르렀다. 형광을 이용하는 분석법은 이미 생화학, 지구환경화학, 무기화학, 식품화학, 약학, 농학, 임상화학, 재판화학 등에서 폭넓게 이용되며 최근에는 생체조직의 현미 이미징에 가장 효과적인 방법으로 이용되고 있다. 형광분석법은 흡광법에 비해 감도가 1000배 정도 높고 또한 형광수명을 이용하는 시간분해 측정이나 에너지 이동을 이용하는 선택적 형광염색 등에 이용할 수 있다.

이 책에는 Chapter 1에서 빛의 흡수와 발광에 대해 개략적으로 살펴보고 Chapter 2, 3에서는 흡광광도법의 기초에 대해 설명하고 Chapter 4~6에서는 흡광분석의 응용에 대해 자세히 다루었다. 다음으로 Chapter 7에서는 형광분석법의 기초를 개략적으로 살펴보고 Chaper8, 9에서 형광의 새로운 이용법인 형광 현미 이미징법에 대해 자세히 다루었다.

이러한 분석법의 발전은 최근의 레이저 광원, 광학현미경, 수광소자, PC 등의 기술혁신이 지지하고 있음은 말할 필요도 없다. 빛의 흡수와 발광을 이용하는 분석법은 가장 기본적인 물리분석법으로서 앞으로도 기술의 발전과 함께 진화할 것으로 생각된다. 그런 의미에서 본서는 본 시리즈, 기기분석편의 제l권으로 간행되게 되었다.

목   차

Chapter 1 빛의 흡수와 발광의 기초

1.1 빛의 성질

1.2 빛의 흡수 및 전환

1.3 람베르트 · 비어 법칙

1.4 금속 이온 및 금속 착체의 색상 및 전자 전이

1.5 유기 화합물의 색상 및 전자 전이

1.6 발광 과정

Chapter 2 흡광 분석 장치

2.1 장치 구성

2.2 분광 광도계

2.3 특수한 흡광 분석법과 그 장치

Chapter 3

3.1 흡수셀

3.2 용매

3.3 표준용액

3.4 분석 작업

3.5 분광 광도계의 조작

3.6 정량

3.7 용액 화학적 응용

Chapter 4 금속 이온의 흡광 분석

4.1 정색시약

4.2 방해 물질의 마스킹

4.3 JIS 공정법에 있어서 금속 이온의 흡광 광도 정량법

4.4 알루미늄의 정량

4.5 크롬의 정량

4.6 구리의 정량

4.7 철의 정량

4.8 망간의 정량

4.9 안티몬의 정량

Chapter 5 비금속 원소 및 음이온 흡광 분석

5.1 JIS 공정법에 있어서 비금속의 흡광광도법

5.2 붕소의 정량

5.3 불소의 정량

5.4 아질산성 질소의 정량

5.5 인의 정량

Chapter 6 유기 · 생체 분자의 흡광 분석 

6.1 정색 반응과 정색시약

6.2 각종 공정법에 있어서 유기 · 생체분자의 흡광 광도 정량법

6.3 아스피린과 살리실산의 동시 정량

6.4 포름알데히드의 정량

6.5 페놀의 정량

6.6 단백질의 정량

6.7 음이온 계면활성제의 정량

Chapter 7 형광 분석의 기초

7.1 형광과 인광

7.2 여기 상태의 실활 과정

7.3 Stern-Volmer 식

7.4 형광 분석법의 기초 실기

Chapter 8 형광 바이오 이미징

8.1 형광 바이오 이미징의 필요성

8.2 바이오 이미징의 여명기부터 1980 년대

8.3 GFP 의 응용에 의한 1990 년대의 상당한 진보

8.4 세포 이미징에 필요한 계측법

Chapter 9 비율 형광 측정 시스템 개발

9.1 비율 측정의 필요성

9.2 Ca2+ 형광 프로브의 개발

9.3 비율 측정 광학계의 계측법

9.4 GFP 의 구조와 광화학 특성

9.5 GFP 의 생물 응용

9.6 형광파장을 변화시키는 원리 FRET

9.7 GFP 를 이용한 거리 변화형 FRET 프로브 (Cameleon)