化学发光分析法
化学发光法的原理
化学发光法的原理化学发光法是一种利用化学方法产生可见光的技术，也称为化学发光分析法。
它利用发光试剂在特定条件下，通过化学反应产生光，可以被用于定量分析、生物标记和其他各种应用。
化学发光法的原理是基于某些特定的化学反应在产生产生光的过程中释放能量，这种能量通过光的形式被观测和测量，用于分析和检测目标物质。
化学发光法主要由两个部分组成：发光试剂和检测系统。
首先，发光试剂是化学发光反应的关键。
发光试剂通常由发光底物和触发剂组成。
发光底物是一种化学物质，可以与触发剂发生特定的化学反应，产生激发态粒子。
而触发剂则通常是一种促进化学反应发生的催化剂或者能量传递剂。
当发光试剂与目标物质接触时，发光试剂中的发光底物被激发，激发态的粒子释放出能量，产生光。
这种化学反应通常是一个连续的过程，发生在短时间内产生大量的光。
这种光通常具有特定的波长和强度，可以被用来计量反应物质的浓度或者进行定量分析。
在化学发光法中，检测系统是至关重要的部分。
检测系统通常由光源、光学系统和检测器组成。
光源通常是一种灯或者激光器，用于提供激发发光试剂所需的能量。
光学系统用于聚焦和收集发光产生的光，并将光信号传输到检测器中进行测量和分析。
检测器则用于测量光的强度或者其他光学特性，将信号转换成电信号，并进行信号处理和数据分析。
化学发光法可分为化学发光熄灭法和化学发光增光法两种类型。
化学发光熄灭法是指在化学发光反应中，加入其他物质导致发生化学熄灭而产生弱光信号；化学发光增光法则是指通过其他物质的增光作用，使发光反应产生的弱光信号变得更强，从而提高测定灵敏度。
这两种类型的化学发光法在分析应用中经常被使用。
化学发光法在生物分析、环境监测、食品安全等领域有着广泛的应用。
在生物学研究中，化学发光法被用于检测生物分子的含量和活性，例如酶活性、DNA含量和氧化还原反应等。
在临床诊断中，化学发光法也被用于检测特定生物标志物和药物浓度，用于疾病诊断和治疗监测。
此外，化学发光法也可以用于环境中有毒物质和污染物的检测和监测，以及食品中有害物质的快速检测。
化学电发光法
化学电发光法
化学电发光法，也称为化学发光法，是一种利用化学反应产生的光来进行分析的方法。
这种方法通过将化学反应中释放的能量转化为光能，来检测物质的存在或浓度。
化学电发光法应用广泛，包括医学、生物学、环境科学和食品安全等领域。
化学电发光法首先需要一个发光体系，它通常由光源、底物和催化剂组成。
光源可以是电极、酶、放射性同位素等。
底物可以是偶氮联苯、酚类化合物、醛类化合物等。
催化剂可以是过氧化物、双氧水等。
当底物和催化剂反应时，会释放出能量。
这个能量激发光源，从而产生发光。
化学电发光法有许多种不同的应用方式，例如荧光检测、发光检测和化学发光免疫分析等。
其中化学发光免疫分析广泛应用于医学检测领域，这种方法利用化学发光反应来检测样品中的生物分子，例如蛋白质、荷尔蒙和肿瘤标志物等。
化学电发光法具有许多优点，例如灵敏度高、特异性好、操作简便等。
但它也存在一些局限性，例如容易受到外界干扰，需要严格的实验条件等。
因此，在使用化学电发光法进行分析时，需要非常谨慎地控制实验过程，以确保结果的准确性。
第5章 荧光分析法与化学发光分析法
散射光的影响
瑞利散射光
拉曼散射光
干扰荧光测定，应采取措施消除
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硫酸奎宁在不同波长激发下的荧光与散射光谱
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5.1.3
荧光分光光度计
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1. 激发光源
高压氙灯 ——强谱线的连续光谱
连续分布在250-700nm波长范围内，尤其是300-400nm波 长之间的谱线强度几乎相等
汞灯 ——线光谱
高压：近紫外区365nm,398nm，405nm，436nm，546nm，579nm 低压:紫外区，最强254nm
－Cl、－Br、－I等
第三类取代基：－R、－SO3H、－NH3＋等
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3．影响荧光强度的外部因素
温度 溶剂 pH值的影响
荧光熄灭剂的影响
散射光的干扰
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温度和溶剂
温度：温度升高，荧光物质的荧光效率 和荧光强度下降 溶剂：溶剂极性增大，荧光波长随着而 长移，荧光强度增强；溶剂粘度减小， 荧光强度减小
化学发光分析主要用于定量分析。 1．化学发光强度与反应物浓度的关系
I Cl （t）＝ Cl dc A dt
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2．常用发光试剂
（1）鲁米诺类 （2）光泽精类
（3）钌(Ⅱ)-联吡啶配合物
（4）其它化学发光试剂
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5.2.5 应用与示例
1．无机化合物的分析 可以利用某些具有还原性的无 机阳离子和发光试剂作用对其进行测定；有些离子对 化学发光反应有增强或抑制作用，基于此，可直接测 定此类离子。此外，可利用置换偶合反应间接测定某 些离子。 2．有机化合物的分析 可以利用物质的还原性，直接 被氧化剂氧化发光测定。
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3．液相化学发光
常用的发光物质有鲁米诺、光泽精、洛粉 碱、没食子酸、过氧草酸盐等，其中鲁米 诺是最常用的发光试剂 。
化学发光分析法(现代表征方法与技术-朱昌青
Instrumental Analysis
7
c. 乙烯与O3的发光反应
乙烯与O3反应，生成激发态乙醛：
CH2O* → CH2O + h 最大发射波长：435nm；对O3的特效反应；线性响应
范围1 ng/cm-3 ～1g/cm-3；
Instrumental Analysis
8
（2）火焰中的化学发光反应
Instrumental Analysis
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b.氧原子与SO2、NO、CO的发光反应 O3 → O2 + O （1000 C石英管中进行） SO2 + O + O → SO2* + O2 SO2 * → SO2* + h
最大发射波长：200nm；灵敏度1ng/cm-3；
Instrumental Analysis
6
氧原子与NO的发光反应：
pH7 - 8
复合物与氧反应，产生化学发光： AMP· 2 · + O2 [氧化荧光素]* + AMP+CO2 + H2O LH E
[氧化荧光素]* 氧化荧光素 + h
最大发射波长562nm；
Instrumental Analysis
14
生物发光分析应用 2
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)在细菌中的黄素酶作用 下，在氧化型黄素单核苷酸(FMA)存在下，发生发光反应 ： NADH + FMA + H+ NAD+ + FMNH2
（3） 间接测定某些生物试样
氨基酸 + O2
葡萄糖氧化酶 氨基酸氧化酶
酮酸 +NH3 + H2O2
葡萄糖 + O2 + H2O 葡萄糖酸 + H2O2 通过测定生成的H2O2 ，确定氨基酸、葡萄糖含量。
大气环境监测中化学发光分析方法的应用与展望
大气环境监测中化学发光分析方法的应用与展望大气监测技术是随着环境科学的发展而逐渐形成的,化学发光分析法是现代大气监测技术中应用比较多的分析方法。
19世纪下半叶发现了有机物的化学发光反映,人们将其利用到了分析化学领域中,近些年来取得了很大的进展。
随着人们对生态和环保的重视,对大气环境的监测要求也逐渐增加,化学发光分析法的优势也逐渐显示出来。
1 化学发光分析法1.1 化学发光分析法的原理化学发光分析法的原理是指在没有任何电能、光能、热能等的作用下,仅仅依靠化学反应释放的化学能量激发光的辐射的发光形式。
化学反应不同,其产生的辐射光的波长也不同,因此化学发光分析法的基础就是化学辐射光的光强度以及化学反应的速度,其中后者是取决于发生化学反应的分子的密度。
通过对化学辐射光的光强度进行检测,就能够计算出待测物质的浓度。
不论什么样的化学发光反应都要进行两个关键的程序:化学激发和辐射光。
因此,也就决定了只有满足以下三个条件才能被称之为化学发光反应:发生反应后能够提供激发光的化学能;发生化学反应后释放的化学能需要被反应产物吸收,并被激发;处于激发状态的反应产物分子,释放出光子或者转移它吸收的能量至另一个光子并激发、辐射出光子,返回基态。
1.2 化学发光分析法的特点化学发光法是由化学能量激发所产生的光辐射,因此其不需要任何外部的光、热等能量,这样就大大的避免的了瑞利散射及拉曼散射等对周围的噪音的影响,提高了信噪比。
这种方法在实际应用中,其灵敏程度相当高,对于微量的气体和金属离子等微量元素的检测、分析能够达到1×10-9级;其线性范围也很宽,能够达到6个数量级;此外,化学发光分析法还具有分析快捷,自动化方便等多重优势。
2 大气环境监测中化学发光分析法体系2.1 鲁米诺化学发光法在最早研究出的化学发光法中鲁米诺化学发光法就是其中之一,它在碱性溶液中能够被氧化而被激发至激发状态,辐射蓝光返回至基态。
这里所说的氧化剂一般都是至H2O2。
化学发光法检测分析中的应用
化学发光法检测分析中的应用化学发光法是一种应用广泛的分析方法，其可以被用于各种领域的检测分析，如医学、药学、食品科学、环境科学等等。
通过化学反应方式发生的化学发光，在定量和定性分析中都具有重要的应用。
本文将介绍化学发光法的检测原理、检测方法和应用案例。
一、检测原理化学发光是指某些物质在化学反应中释放出光的现象。
常见的化学发光反应有氧化还原反应、酶催化反应、亚硝胺反应等等。
这些化学反应所释放出的光与反应物的浓度成正比关系，因此可以通过测量光强来确定反应中物质的浓度。
二、检测方法1. 酶促发光法酶促发光法是基于酶催化反应和化学发光原理的检测方法。
此方法为生物技术和生物医学领域应用广泛的检测方法。
该方法主要采用双酶法，将触媒化学发光底物催化剂和酶学底物相互作用产生化学反应链，从而放出化学荧光。
通过测量荧光的强度，可以得出样品中酶的含量。
2. 气相色谱发光检测法气相色谱发光检测法是一种将气相色谱技术与发光检测方法相结合的新型检测方法。
该方法首先将样品通过气相色谱柱进行分离，然后在检测器中通过光的激发作用产生化学发光，通过检测这种化学发光的强度进行分析和检测。
3. 化学发光免疫分析法化学发光免疫分析法是一种基于化学反应和免疫学原理相结合的检测方法。
该方法将样品与已知抗原或抗体进行反应，然后添加酶标记抗体或抗原，通过荧光或化学发光检测法分析产生的化学反应。
该方法可快速、准确、灵敏地检测出各种生物分子。
三、应用案例1. 生化污染的检测生化污染是指非法添加和假冒伪劣的生化制品的行为，而定量测定小分子抗生素中的残留成分是评价生化制品较重要的一个指标。
李梅等人通过化学发光法检测分析，发现处于贮存温度较高或贮存时间过长的青霉素、链霉素等抗生素，其残留量有较大增加，因此化学发光法被广泛用于生化污染的检测。
2. 药物纯度及含量的检测药学中常常需要检测药品的纯度及含量。
王丽等人通过化学发光法检测氨氯地平的药剂及体外生物样品，发现药品残留量与样品的浓度呈线性关系，因此化学发光法可被用于药物纯度及含量的检测。
化学发光分析法
化学发光分析法
荧光光谱分析技术是一种重要的计量分析技术，它广泛应用于化学、生物学、物理学等各个学科领域。
尤其是化学发光分析法，属于一种特殊的光谱分析方法，其本质是利用荧光发射现象中的特征频谱，用于观测物体的成分、离子类型和定量测定。
化学发光分析法具有优越的特点，该技术要求样本中存在放射性核变异，以激发荧光发射。
基本原理是：使用特定能量(通常是电子、α射线或紫外线)激发物质，从而产生荧光。
观测荧光发射谱，即可确定荧光物质的构成和含量。
此外，该技术利用激发源和检测器轻松实现样本的定量检测，尤其是在检测低浓度物质的场合，具有显著的优势。
化学发光分析法在高等教育领域也得到了较为广泛的应用，尤其是在高校实验室实验中。
在元素有机衍生物（比如有机氯化物等）检测、生物抗原定位与定量等方面，化学发光分析法均得到了广泛的应用。
这有利于学生深入研究各种有趣的科学现象，增强学术研究能力及相关的实践操作能力。
此外，化学发射分析法在基础研究方面也有重要的价值，因为它可以有效地改进现有的实验系统，帮助理解物质发射的原因。
临床治疗的新方法也是化学发光分析法的重要应用领域，包括早期检测和治疗肿瘤等疾病，以及诊断蛋白质、核酸和其他生物分子表型等诊断技术，得到了越来越广泛的应用。
总之，化学发光分析法是一种重要的技术，它在综合研究、教育实践和日常检测中都有着重要的应用。
它能够准确有效地测定各种物质，更有效地分析出物质成分，促使众多学科的发展。
化学发光分析法综述
化学发光分析法综述化学发光分析法是一种基于光的检测技术，其原理是通过化学反应产生光的发射，利用发光强度与待测物质浓度之间的关系进行定量分析。
化学发光分析法在生物医学、环境监测、食品安全等领域有着广泛的应用。
本文将综述化学发光分析法的原理、方法和应用研究进展。
化学发光分析法的原理可以归纳为两类：化学发光增强原理和化学发光自身原理。
前者基于化学反应中发光物质的生成和增强，如钒酸盐-含氮化物体系中产生的荧光；后者则是通过一些物质在化学反应中的产生发光，如氧化还原反应中的增白剂和催化剂的发光作用。
化学发光分析法的方法包括化学发光法、电化学发光法和光生发光法。
其中化学发光法是应用最广泛的一种方法，其步骤通常包括试剂的制备、反应条件的优化、发光体系的选择和测量装置的设计。
电化学发光法则是利用电化学反应中产生的电流转化成光信号进行检测。
光生发光法是利用光照射样品后产生的催化剂发光进行分析。
在应用研究方面，化学发光分析法在生物医学领域有着广泛的应用。
例如，生物芯片技术结合化学发光分析法可以用于检测DNA序列、蛋白质和细胞等。
此外，化学发光分析法还可以用于检测环境中的有毒物质，如重金属离子和有机污染物。
食品安全是一个重要的应用领域，化学发光分析法可以用于检测食品中的农药残留、添加剂和毒素等。
近年来，一些新的发展和研究方向也出现在化学发光分析法中。
例如，利用纳米材料和纳米光子学的原理，可以制备出高灵敏度、特异性的化学发光探针。
此外，不断提高化学发光分析方法的自动化程度，可以实现高通量的分析和测量。
同时，与其他分析技术的结合，如质谱技术和色谱技术，也是当前的研究重点。
综上所述，化学发光分析法是一种重要的分析技术，具有广泛的应用前景。
随着研究的不断深入，化学发光分析法在生物医学、环境监测和食品安全等领域的应用将会得到进一步的扩展。
化学发光免疫分析
化学发光免疫分析化学发光免疫分析，也称为化学发光法或发光免疫测定法，是一种高灵敏度和高特异性的生物分析技术。
它结合了免疫学、生物学和化学的原理，利用特异性抗体与其抗原（或其他生物分子）相互作用，通过化学反应使其辐射出光信号，从而定量地检测目标物质的存在和含量。
一、化学发光免疫分析原理化学发光免疫分析原理基于化学发光原理和免疫学原理。
化学发光原理就是将化学反应的能量通过光子的辐射转换为光的能量。
免疫学原理是利用特异性免疫反应来识别和区分不同的抗原或抗体。
化学发光免疫分析技术的基本步骤如下：1.选择特异性的抗体与目标物质的结合；2.引入辐射源激活化学发光前体（例如，过氧化物或二氧化硫酞）；3.目标物质与抗体发生结合后，释放了辐射源激活前体，使其进一步分解并产生化学发光；4.测定样品中的荧光强度，用于定量分析目标物质的存在和含量。
化学发光免疫分析发出的荧光信号对于抗原-抗体的结合非常敏感和特异。
比较常见的荧光标记物包括酶（如辣根过氧化物酶和碱性磷酸酶）、荧光染料（如荧光素和荧光素衍生物）、金纳米粒子等。
二、化学发光免疫分析的应用化学发光免疫分析的应用涉及生物分子、环境污染、中药等领域。
下面将从这些不同应用领域来介绍化学发光免疫分析技术的具体应用。
1.生物分子分析生物分子分析是化学发光免疫分析技术的主要应用领域之一。
常见的生物分子包括蛋白质、核酸、糖等。
如免疫荧光分析技术可以快速、准确地分析细胞表面分子、内部生物分子和变态反应特异性IgE。
同时，化学发光免疫分析技术可以用于患者体液中的特定免疫球蛋白或蛋白质的定量检测。
2.环境污染分析环境污染分析是化学发光免疫分析技术的另一个主要应用领域。
通过测量土壤、水、空气等样品中的污染物含量，可以快速精准地确定其存在和含量。
化学发光免疫分析技术可用于检测重金属、有机污染物、致癌物等。
该技术不仅检测灵敏，而且简便易行。
3.中药分析中药分析中常用的技术包括高效液相色谱法、气相色谱法、电化学法等。
化学发光
化学发光(ChemiLuminescence ，简称为CL) 分析法是分子发光光谱分析法中的一类，它主要是依据化学检测体系中待测物浓度与体系的化学发光强度在一定条件下呈线性定量关系的原理，利用仪器对体系化学发光强度的检测，而确定待测物含量的一种痕量分析方法。
化学发光与其它发光分析的本质区别是体系产生发光( 光辐射) 所吸收的能量来源不同。
体系产生化学发光，必须具有一个产生可检信号的光辐射反应和一个可一次提供导致发光现象足够能量的单独反应步骤的化学反应。
化学发光体系用化学式表示为：依据供能反应的特点，可将化学发光分析法分为：1 ）普通化学发光分析法( 供能反应为一般化学反应) ；2 ）生物化学发光分析法( 供能反应为生物化学反应；简称BCL) ； 3 ）电致化学发光分析法( 供能反应为电化学反应，简称ECL) 等。
根据测定方法该法又可分为： 1 ）直接测定CL 分析法；2 ）偶合反应CL 分析法(通过反应的偶合，测定体系中某一组份；3) 时间分辨CL 分析法( 即利用多组份对同一化学发光反应影响的时间差实现多组份测定) ；4 ）固相、气相、掖相CL 。
分析法；5 ）酵联免疫CL 分析法等。
化学发光的系统一般可以表示为：在整个的检测系统中其关键的部分为PMT ，其直接影响到仪器的检测性能，其最高检测极限为10 －22 mol/L 。
不同型号的仪器其检测技术不一样，但基本原理都是利用待测组份与体系的化学发光强度呈线性定量关系，而化学发光强度随体系反应进行的速度增强或衰弱。
记录仪记录峰形，以峰高定量，也可以峰面积定量。
因化学发光多为闪烁式发光(1—2s 左右) ，故进样与记录时差短，分析速度快。
第二部分、化学发光常用的化学试剂及其原理化学发光是某种物质分子吸收化学能而产生的光辐射。
任何一个化学发光反应都包括两个关键步骤，即化学激发和发光。
因此，一个化学反应要成为发光反应，必须满足两个条件：第一：反应必须提供足够的能量（170 ～300 KJ ／mol ），第二，这些化学能必须能被某种物质分子吸收而产生电子激发态，并且有足够的荧光量子产率。
化学发光分析法
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优缺点分析
优点
高灵敏度、高选择性、操作简便、适用于痕量分析等。
缺点
某些化学发光反应需要特定的反应条件，且某些发光物质不稳定，易受光照、温度等因素影响。
02
化学发光分析法的基本组 成
化学发光剂
总结词
化学发光剂是化学发光分析法中的核心组成部分，它能够在特定条件下吸收能 量并发出光子。
详细描述
化学发光剂是一种特殊的化学物质，能够在特定条件下吸收化学能或物理能后 ，经过一系列化学反应，以光子的形式释放出能量。这些化学物质通常具有较 高的摩尔吸光系数和较大的量子产量。
化学发光分析法
汇报人： 202X-01-03
目录
• 化学发光分析法概述 • 化学发光分析法的基本组成 • 化学发光分析法的实验操作流程 • 化学发光分析法的应用实例 • 化学发光分析法的未来发展与挑战 • 结论
01
化学发光分析法概述
定义与原理
定义
化学发光分析法是一种基于化学反应 过程中释放的能量，使反应产物被激 发至较高能态，当它们回到较低能态 时产生光辐射的分析方法。
效率。
结合微流控技术、微纳加工技 术等新兴技术，实现化学发光
分析的微型化和集成化。
06
结论
化学发光分析法的贡献与价值
高灵敏度
非放射性
化学发光分析法具有很高的检测灵敏度， 能够检测到极低浓度的物质，有助于发现 和诊断早期疾病。
该方法使用化学反应产生光，而不是放射 性物质，因此更加安全可靠。
应用广泛
操作简便
化学发光分析法可以应用于多种领域，如 生物分析、环境监测、食品安全等，为科 学研究和技术创新提供了有力支持。
该方法操作简单，所需设备和试剂相对容 易获得，降低了实验成本和难度。
化学发光法
化学发光法1. 简介化学发光法（Chemiluminescence）是利用化学反应产生的光信号进行分析的一种方法。
与其他光谱分析技术相比，化学发光法具有高灵敏度、快速响应和宽线性范围等优势，因此在生物医学、环境监测、食品安全等领域得到广泛应用。
2. 原理化学发光法的原理主要包括两个步骤：化学反应和光发射。
•化学反应：在化学发光法中，通常采用氧化还原反应或化学反应生成中间体，并在激发态的中间体复合过程中释放能量。
这些中间体可以是激发态的氧分子、有机过氧化物或者其他能量丰富的物质。
•光发射：中间体复合过程中释放的能量以光的形式发射出来，从而形成发光现象。
这种发光现象是由于化学反应释放的能量远远超过光学辐射所致。
3. 应用3.1 生物医学领域化学发光法在生物医学领域中得到了广泛应用，其中最典型的应用之一是酶联免疫吸附试验（ELISA）。
ELISA利用化学发光作为信号的产生，可用于检测体内蛋白质、抗体、细胞和基因等，被广泛应用于临床诊断、疫苗研发和药物筛选等方面。
3.2 环境监测化学发光法在环境监测中也有着重要的应用。
例如，利用化学发光法可以对水体中的重金属离子进行检测，通过分析发光强度可以得到重金属离子的浓度。
这种方法具有快速、灵敏的特点，被广泛应用于水质监测和环境保护中。
3.3 食品安全在食品安全领域，化学发光法也发挥着重要的作用。
例如，可以利用该方法检测食品中的农药残留、重金属和生物毒素等。
通过分析发光信号，可以快速、准确地获得食品样品中有害物质的含量，为食品质量安全提供参考。
4. 实验步骤化学发光法的实验步骤通常包括以下几个方面：1.试剂准备：根据实验需求，准备好所需的试剂，包括底物、催化剂、氧化剂等。
2.样品处理：将待检样品进行预处理，如样品的稀释、提取等，以便得到准确的分析结果。
3.反应体系搭建：将试剂按照一定比例加入到反应体系中，使其达到最佳反应条件。
4.光信号检测：利用光谱仪、荧光光度计等设备对发光信号进行检测和定量分析。
化学发光分析法研究综述
第49卷第11期2021年6月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.11Jun.2021化学发光分析法研究综述李霞1,王仕宝2°(1汉中职业技术学院农林技术与生物工程学院，陕西汉中723000；2汉中职业技术学院秦巴山区药(食)用植物研究所，陕西汉中723000；3汉中职业技术学院药学院，陕西汉中723000)摘要：化学发光分析法是利用被测样品与体系所产生的发光强度，在一定范围内的线性定量关系，对所测样品进行含量测定的一种痕量分析方法。
通过反应物、反应中所加的催化剂、增敏剂和抑制剂等，采用标记方式应用于物质含量测定，从而扩大化学发光分析使用范围。
化学发光分析法已经广泛应用于药物分析、环境监测、临床检验及食品分析等多个领域。
本文对化学发光原理、特点进行了概括，同时结合文献，汇总了多种化学发光体系的应用。
关键词：化学发光；分析法；流动注射；研究；综述中图分类号：A150.2520文献标志码：A文章编号：1001-9677(2021)011-0018-03 Research Review of Chemiluminescence Analysis*U Xia1,WANG Shi-bad1-'3(1School of Agricultural and Forestry Technology and Bioengineering,Hanzhong Vocation and Technology College, Shaanxi Hanzhong723000;2Institute of Pharmaceutical(Edible)Botanty,Qinba Mountains Hanzhong Vocation and Technology College,Shaanxi Hanzhong723000；3School of Pharmacy,Hanzhong Vocation and Technology College,Shaanxi Hanzhong723000,China)Abstract:Chemiluminescence(CL)analysis is a trace analysis method for the determination on the content of the measured sampleby using the linear quantitative relationship within a certain range.Through the reactants,catalysts, sensitizers and inhibitors added in the reaction,the labeling method is applied to the determination of material content,so as to expand the scope of application of chemiluminescence analysis.Chemiluminescence analysis has been widely used in drug analysis,environmental monitoring,clinical testing and food analysis.The principleand characteristics of CL were summarized,and the applications of various chemiluminescence systems were summarized.The principle and characteristics of chemiluminescence were summarized,and Various CL systems were summarizedcombining reference.Key words:chemiluminescence;analysis;flow-injection;research;review化学发光(chemiluminescence,CL)是物质在化学反应过程中产生的一种光辐射现象化学发光分析法是利用不同浓度所测样品与体系所产生的发光强度，在一定范围内呈现线性定量关系，通过对检测该体系中化学反应的发光强度后，确定出所测样品含量的一种痕量分析方法⑵。
化学发光免疫分析法
化学发光免疫分析法
化学发光免疫分析法（Chemiluminescent Immunoassay，CLIA）是一种用于高
灵敏性和特异性检测抗原和抗体的分析方法。
它可以用于测定血清中和其他生物样品中的多种抗原和抗体，包括肿瘤抗原、抗生素和其他药物物质，也可用于研究免疫应答机制，因此在生物分析、临床诊断和科学研究中受到普遍的应用。
该分析法的原理是利用酶或其他生物分子介导的亲和免疫反应，一种特定的抗
原或抗体与抗原或抗体受体上的一种指定的抗体结合后，再加上一种特定的子细胞质因子，这种反应会产生化学发光。
由于这种反应发生的时间很短，后续过程不容易受到干扰，并且其发光参量也比一般的发光反应更高，因此检测结果具有高灵敏性和特异性。
CLIA结果的准确性和可靠性在生物分析的领域得到了认可，其快速、实用性、特异性和准确性为生物技术提供了更有力的保证。
它不仅普遍用于临床诊断，还可用于研究生物的抗原和抗体的交互作用，有助于更好地研究免疫应答机制和其他相关科学问题。
分析化学(仪器分析)第五章 分子发光分析法
“重原子效应”--- 随着卤素取代基原子序数的增 加，物质的荧光减弱，磷光增强的现象。 分子中由于重原子的存在导致容易发生系间 窜跃的效应，产生的原因是原子序数高的重原子 的电子自旋和轨道间的相互作用变大，容易发生 自旋偶合作用，使S1－T1的体系间窜跃显著增加 所致。
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② 静态猝灭（组成化合物的猝灭） 由于部分荧光物质分子与猝灭剂分子生成非荧光 的配合物而产生的。此过程往往还会引起溶液吸收 光谱的改变。 ③ 转入三重态的猝灭（S1—T1–– S0） 分子由于系间的跨越跃迁，由单重态跃迁到三重 态。转入三重态的分子在常温下不发光，它们在与 其它分子的碰撞中消耗能量而使荧光猝灭。 溶液中的溶解氧对有机化合物的荧光产生猝灭效 应是由于三重态基态的氧分子和单重激发态的荧光 物质分子碰撞，形成了单重激发态的氧分子和三重 态的荧光物质分子，使荧光猝灭。
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（3）环境因素对荧光的影响
a. 溶剂的影响 电子激发态比基态具有更大的极性， 溶剂的极性增强，对激发态会产生更大的 稳定作用，使荧光波长红移，强度增大。 b. 温度的影响 辐射跃迁的速率不随温度而变，而非 辐射跃迁的速率随温度升高而显著增大。 温度升高，使得非辐射跃迁概率增大。 T增大， φf减小
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如果 固定激发光波长为其 最大激发波长，然后测定 不同的波长时所发射的荧 光或磷光强度，即可得到 荧光或磷光发射光谱曲线。 荧光强度最大时的波长即 为发射波长λem 激发光谱和荧光光谱是荧 光测定时选择激发波长和 荧光测量波长的依据，也 可以用于鉴别荧光物质
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激发光谱与发射光谱的关系
化学发光法在化学分析中的应用
化学发光法在化学分析中的应用化学发光法是一种基于化学反应生成光的分析方法，因其灵敏度高、特异性强而广泛应用于生命科学、环境科学和材料科学等领域。
在化学分析中，化学发光法有着独特的应用优势。
本文将从化学发光法的基本原理、技术特点以及应用案例三个方面来介绍其在化学分析中的应用。
一、基本原理化学发光法基于化学反应生成的能量来产生光。
在分析过程中，通过化学反应能量的释放或吸收来检测分析物的存在和浓度。
该方法的基本原理是利用荧光分子在化学反应过程中的荧光性质来检测分析物。
荧光分子在激发光照射下，发出荧光信号。
当该分子与特定样品分子发生化学反应后，荧光分子的荧光强度或寿命发生变化，通过测量这种变化，便可确定分析样品中所含化合物的类型和浓度。
二、技术特点化学发光法在化学分析中具有很多技术特点，其优点主要表现在以下几个方面：1. 灵敏度高：化学发光法对微量化合物具有很高的检测灵敏度。
一般情况下，其检测灵敏度可达到纳摩尔级别。
2. 特异性强：化学发光法可以通过特异性反应来判定分析物。
由于荧光反应对特定样品分子有选择性，可以避免与其他分子发生相互干扰。
3. 操作简便：化学发光法操作简便，无需复杂的仪器和试剂，特别适用于临床、环境和食品安全等领域的快速分析。
4. 应用广泛：化学发光法广泛应用于各个领域，如微量元素分析、生物分析、环境污染分析等。
三、应用案例1. 食品分析食品中的残留物质极易对人体健康造成影响，因此在食品分析中选择灵敏度高、特异性强的分析方法非常重要。
以食品中常见的三聚氰胺为例，采用化学发光法可以快速、准确地检测出食品中三聚氰胺的含量。
该方法可以在极低浓度下检测出三聚氰胺，且检测结果快速且准确。
2. 生物医学在生物医学领域，荧光标记是常见的标记方式，是实现生物样品分析的有效方法之一。
以酶标技术为例，通过添加荧光标记的底物到检测样品中，发生化学反应后，即可利用化学发光法来检测样品中的酶的活性或浓度。
该方法不仅可以用于生化分析，也可以用于检测病毒或细胞表面标记等。
10.化学发光分析法
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快速、高通量催化剂筛选新方法
CL Intensity (A.U) CO Conversion ( % )
CO Conversion
CO在不同催 化剂上的化 学发光信号
化学发光信号 与催化剂活性 的相关性
B 80000
84 82
70000
80
CL Intensity
78
60000
CO Conversion
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纳米材料表面化学发光的化学选择性
同一样品在不同纳米
材料上的化学发光强
乙
度不同
醇
硫化氢 三甲胺
不同的样品在相同纳 米材料上的化学发光 强度也不同
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化学发光阵列传感器及分子识别原理
纳米材料表面化 学发光阵列传感 器原理图
不同种类 样品图案
结构相似的 同系物图案
空白
乙醇
三甲胺
硫化氢
甲醇
乙醇
丙醇
丁醇
Au/TiO2 Au/MgO Au/SiO2 Au/ZrO2 Au/ZnO
-19℃
42℃65℃74℃84℃
-80
catalytic activity
Au/TiO 2 Au/MgO
Au/SiO2 Au/ZrO2 Au/ZnO
0
40
80
T (℃)
100%
-40
0
40 80 120 160
Temperature (℃)
自然界奇妙之事
化学发光
1
生活中常见的化学发光现象
2
化学发光定义
化学反应的能量把体系中共存的某种分子从基态激 发到激发态从而产生发光的现象。
3
电致化学发光（ECL)
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应用
➢ 直接作用：增敏和抑制作用
过渡金属：Cu2+,Cr3+,Ni2+,Co2+,Fe2+
维生素B6，维生素B12，维生素C，吗啡，可待 因，肾上腺素，多巴胺，细胞色素
➢ 间接作用
如 Fe2+对鲁米诺-H2O2体系有催化增敏作用，而 蛋白质却抑制此作用，据此可建立检测血清中蛋 白质含量的方法。
合成
高沸点溶剂（如二甘醇）
3-硝基邻苯二甲酸 + 肼
缩合反应
H2O + 3-硝基邻苯二甲酰肼 保险还粉原(强还原剂） 3-氨基邻苯二甲酰肼(鲁米诺)
化学发光分析法
发光体系 ➢鲁米诺-H2O2体系 ➢鲁米诺-KIO4体系
化学发光分析法
鲁米诺-H2O2的反应是自身化学发光反应
在PH=11的水溶液中发光效率最大 鲁米诺与氢氧化物反应时生成了一个双负离子（Dianion），它可被过氧化 氢分解出的氧气氧化，产物为一个有机过氧化物。该过氧化物很不稳定， 立即分解出氮气，生成激发态的3-氨基邻苯二甲酸。 激发态至基态转化中，释放的能量以光子的形式存在，波长位于可见光的 蓝光部分
化学发光分析法
➢基本原理 ➢常用的化学发光物质 ➢仪器装置 ➢影响化学发光的因素 ➢定性定量分析
化学发光分析法
• 化学发光（chemiluminescence）：又称为 冷光，它是在没有任何光、热或电场等激 发的情况下由化学反应而产生的光辐射。
由于不需要外源性激发光源，避免了背景光和杂 散光的干扰，降低了噪声，大大提高了信噪比。 具有灵敏度高，线性范围宽，设备简单，操作方 便，易于实现自动化，分析快等特点。在生物工 程学，药物学，分子生物学，临床和环境化学等 各个领域正显示出它蓬勃的生机。
发光强度
化学发光反应的发光强度Icl是以 单位时间内发射的光子数表示，它
与化学发光反应的速率有关。
时刻t 的化学发光强度(单位时间
发射的光量子数)：
Icltcl
dc dt
如果反应是一级动力学反应，t时刻的化学发光强度Icl与 该时刻的分析物浓度c成正比，即化学发光峰值强度与分析
物浓度c成线性关系。在化学发光分析中，常用已知时间内
在化学反应过程中，某些反应产物由于吸收了反应产 生的化学能，由基态跃迁至较高电子激发态中各个不同能 级，然后经过振动弛豫或内转换到达第一电子激发态的最 低能级，由此以辐射的形式放出能量跃回到基态。在个别 情况下，它可以通过系间跃迁到达亚稳的三重态，然后再 回到基态的各个振动能级，并产生光辐射，这两种光都是 化学发光。
化学发光分析法
鲁米诺(luminol) （又名发光氨）
• 化学名称为3-氨基邻苯二甲酰肼。 • 常温下是一种黄色晶体或者米黄色粉末，
是一种比较稳定的人工合成的有机化合物 • 化学式为C8H7N3O2 • 溶液显强酸性，对眼睛、皮肤、呼吸道有
一定刺激作用。
化学发光分析法
鲁米诺发光原理
化学发光分析法
化学发光分析法
在免疫分析中的应用
• 将发光物质(在反应剂激发下生成激发态中 间体) 直接标记在抗原或抗体上
• 免疫反应复合物上的酶作用于发光底物 目前常用的标记酶为辣根过氧化物酶(HRP)
化学发光分析法
辣根过氧化物酶标记的化学发光免疫分析
该分析系统采用辣根过氧化物酶（HRP）标 记抗体(或抗原)，在与反应体系中的待测标 本和固相载体发生免疫反应后，形成固相包 被抗体-待测抗原-酶（HRP）标记抗体复合 物，这时加入鲁米诺发光剂、H2O2和化学发 光增强剂使产生化学发光。
化学发光分析法
2.化学发光效率和发光强度
化学发光效率：
发射光子的分子数
cl 参加反应的分子 数 r f的分子数
发光效率：
发射光子的分子数
f 激发态分子数
化学效率主要取决于发光所依赖的化学反应本 身；而发光效率则取决于发光体本身的结构和性质， 也受环境的影响。
化学发光分析法
A +B = C + D*（激发态分子） D* → D + h（激发态分子D* 的光辐射）
化学发光分析法
化学发光反应的条件
能快速地释放出足够的能量。能产生化学发光的物质大多 为有机化合物，芳香族化合物；化学发光反应多为氧化还原 反应，激发能与反应能相当 ，E=170～300 kJ/mol；发光 位于可见光区； 处于激发状态的分子或原子必须能够放出光子，或者能够 转移它的能量到另一个分子上而使此分子被激发。
➢酶
在体系中加入辣根过氧化物酶等，利用其对底物 的酶解并生成H2O2的反应，可测定酶含量、底物 含量或H2O2含量。
化学发光分析法
鲁米诺-KIO4体系
在PH=12~13的水溶液中，体系发光效率最大
➢催化作用 如Co2+,Mn2+,维生素C 1)利用该体系可测定样品中这些组分 2)利用Mn2+对该体系的催化作用来测定水 中的IO4-
化学发光分析法
一、基本原理
化学发光反应：顾名思义，伴随着光辐 射发生的化学反应，成为化学发光反应。
化学发光剂：在不同的化学反应中，可 以和多种不同的组分反应并发生能量交换 ，生成激发态产物并产生发光现象的试剂 常被成为化学发光剂。它们可以是氧化剂 、还原剂、某些能生成自由基的物质。
化学发光分析法
1. 化学发光反应机制
的发光总强度来进行定量分析。
t
t dc
A0Icltdtcl0 dtdtclc
化学发光分析法
二、常见的化学发光剂 和化学发光体系
鲁米诺 过氧化草酸酯 酸性高锰酸钾 四价铈 吖啶酯化合物
化学发光分析法
• 鲁米诺早在1853年就被合成出来了。1928年，化
学家首次发现这种化合物有一个奇妙的特性，它被 氧化时能发出蓝光。 • 刑侦学应用 在检验血痕时，鲁米诺与血红素（hemoglobin，血 红蛋白中负责运输氧的一种蛋白质）发生反应，显 出蓝绿色的荧光。这种检测方法极为灵敏，能检测 只有百万分之一含量的血。
化学发光分析法
• 过氧化草酸酯（盐）自身并不发光，气化 学发光均为敏华化学发光。
• 原理：芳香草酸酯的过氧化氢的氧化作用
，芳香草酸盐和H2O2反应形成过氧草酰中
间体，当该中间体与蒽类衍生物等荧光剂 接触时，会发出强烈的所加荧光剂特有的 荧光。
化学发光分析法
化学发光分析法
化学发光分析法
过氧化草酸酯的化学发光反应体系