Fluorescencia en incisiones producidas en ramas tiernas de castaño de Indias (Aesculus hippocastanum)

Autores:

Rafael García Molina (rgm@um.es) - Departamento de Física, Universidad de Murcia, 30100 Murcia

La fluorescencia es la propiedad que tienen algunas sustancias para absorber luz de una frecuencia y remitir (prácticamente instantáneamente) parte de ella con una frecuencia menor. El ejemplo típico es la absorción de radiación ultravioleta (invisible al ojo humano), seguida por la emisión de luz en la región del visible. Por ello, la sustancia fluorescente se detecta cuando se expone a la radiación ultravioleta, circunstancia en la cual emite luz en colores que varían según la naturaleza del objeto iluminado.

En este experimento mostramos que al iluminar con luz ultravioleta (UV) una rama tierna de castaño de Indias (Aesculus hippocastanum) a la que se le han hecho algunas incisiones, se observa que estas emiten un precioso color azul, debido a que el interior de la corteza fresca contiene esculina (un glucósido tóxico) que es una sustancia fluorescente. Debido a esta propiedad, la esculina se usa en microbiología para detectar ciertos tipos de bacterias.

El efecto de la fluorescencia es mucho más vistoso si se sumerge en agua la rama con las heridas y se ilumina con luz ultravioleta, observándose la lenta difusión de la esculina liberada desde la herida.

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En la figura 1 se presenta la realización de dicho experimento en el tomo segundo del libro El mundo físico, de A. Guillemin, publicado en 1883.

No se observa el color azul cuando se iluminan las incisiones con luz blanca ordinaria (porque esta no contiene radiación UV), o cuando se iluminan las ramas sin incisiones con la luz UV (pues no actúa sobre sustancia fluorescente alguna).

La figura 2 muestra que no se produce fluorescencia al iluminar con luz UV una parte de la rama que no tiene cortes (izquierda), mientras que sí aparece el característico color azul al iluminar con luz UV las incisiones de la rama (derecha).

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Fig. 2.Iluminación con luz UV de una rama de castaño de Indias en una parte donde no se ha realizado ninguna incisión (Izq.) y en donde sí se han producido varias incisiones (Der.).

En la pareja de fotografías que aparecen en la figura 3 no se observa nada especial en la de la izquierda, al iluminar con luz ordinaria la rama de castaño de Indias (con incisiones en su corteza) sumergida en agua. Pero en la figura de la derecha se aprecia claramente que de las heridas emanan unos efluvios de un bello color azul cuando se ilumina con luz azul-UV.

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Fig. 3.(Izq.) La iluminación del agua con la rama de castaño de Indias, a la que se le han realizado varias incisiones, no produce ningún color cuando se emplea luz ordinaria (sin componente UV). (Der.) Pero cuando la iluminación se realiza con una linterna de luz azul-UV, se observa un característico color azulado debido a la fluorescencia de la esculina que se desprende de las heridas de la rama.

En las tres fotografías que aparecen en la figura 4 se observa que la fluorescencia no se percibe en el agua donde se ha sumergido previamente una rama de castaño de Indias con incisiones, cuando se ilumina con un láser verde o uno rojo (izquierda y centro). Solo se nota la fluorescencia cuando se ilumina con el láser azul-UV (derecha).

 

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Fig. 4.En un vaso de agua, donde se ha sumergido previamente una rama de castaño de Indias con incisiones, no se observa fluorescencia cuando se ilumina con un láser de luz verde (Izq.), o roja (Centro). Pero sí se percibe claramente el haz azulado procedente de la iluminación con un láser azul-UV.

¿Qué se pretende demostrar?

La esculina (o aesculina) es una sustancia fluorescente que se encuentra en los frutos y en la corteza fresca de las ramas tiernas de castaño de Indias (Aesculus hippocastanum). Su presencia en las ramas se pone de manifiesto al hacerles incisiones en la corteza e iluminarlas con luz ultravioleta, como consecuencia de lo cual emiten una preciosa luz de color azul.

Dirigido a:

  • Gran público
  • Secundaria
  • Universidad

Materiales necesarios:

  • Linterna de luz azul-ultravioleta (azul-UV)
  • Punteros láser rojo, verde y azul-UV
  • Linterna de luz blanca
  • Ramas tiernas de castaño de Indias (Aesculus hippocastanum)
  • Cuchillo o navaja
  • Vaso grande con agua
  • Lugar oscuro para que se aprecie mejor el experimento
  • (Opcional) Soporte y pinza para sostener sumergida la rama de castaño de Indias
  • (Opcional) Soporte y pinza para sostener la linterna

Riesgos:

  • No se debe mirar directamente a la fuente de luz ultravioleta.
  • Se debe evitar llevarse a la boca la rama (o las manos que han estado en contacto con la esculina), pues la ingestión de esculina puede ocasionar dolor de estómago, espasmos, diarrea, desorientación e incluso la muerte a altas dosis.

Para saber más:

  1. Atkins, J. de Paula, Elements of Physical Chemistry, 5th ed. (Freeman, 2009), p. 479.
  2. Guillemin, El mundo físico, Tomo segundo (Montaner y Simon, Barcelona, 1883), p.133
  3. McLennan, F. Cale. On the fluorescence of Aesculin, Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical CharacterVol. 102 No. 716 (Dec 1, 1922) 256.
  4. A. Tipler, G. Mosca, Physics for Scientists and Engineers, 5th ed. (Freeman, 2004), p. 1001.

 

Observaciones:

  • El efecto de la fluorescencia se percibe mejor en un ambiente oscuro.
  • Las ramas de castaño de Indias pueden conservarse frescas durante bastante tiempo en el congelador.