化学发光 第一部分教材

？ 30ng/mL 20ng/mL 30 ng/mL 40 ng/mL 3 ng/mL 8 pmol
1mm
1cm 1cm 1cm
二、常见的溶液化学发光和生物发光体系
• 鲁米诺化学发光反应体系 • 过氧化草酸盐反应体系 • 光泽精化学发光反应体系 • 吖啶酯类化学发光反应体系 • 1,2-二氧杂环丁烷类化学发光体系 • 高锰酸钾化学发光反应体系 • Ce(IV)化学发光反应体系 • 钌(II)-联吡啶配合物化学发光反应体系 • 铁氰化钾直接氧化反应体系 • 电化学发光反应体系 • 荧火虫素（luciferine)-荧火虫素酶（luciferase-磷酸三腺苷（ATP）体系 • NADPH：FMN氧化还原酶和细菌荧光素酶催化的发光反应 • 其他化学发光反应体系
化学发光和生物发光 I
一、引言
• 公元前亚里士多德
真菌类和死鱼的发光
• 1668年，罗伯特.波义耳 BL需要氧参与
• 19世纪80年代末，Dubois命名荧光虫素酶和荧光虫素
• 1877年，Radziszewski发现洛汾碱的CL
• 1928年，Albrecht发现luminol的CL
• 1935年，光泽精的CL
高锰酸钾 CL体系的应用
待测物 吗啡 吗啡
氯普唑仑 丁丙诺啡 儿茶酚胺 磺胺甲基异噁唑 苯佐卡因 布他卡因
CL 体系
MnO4 MnO4 MnO4 MnO4 MnO4 MnO4 MnO4
butoform
普鲁卡因
丁卡因
可待因
海洛因
LOD 0.7 pg 50 ng 163 ng 0.5 pmol pmol
LOD or LR fmol
10 amol 500 pg 100 fg 5 fmol 0.5－0.7 ng 0.8 ng/mL 7－113 fmol 50 pg 50 fmol
50 mol/L 10 pmol/L 2－20 pmol/L
400 ng 0.001 pmol
3.光泽精化学发光反应体系
• 光泽精化学发光反应
• 双(2,4-二硝基苯基)草酸酯-过氧化氢-红 荧烯，发光总量子产率23%。为效率最 高的化学发光反应。
• 溶解度小，不稳定，浓度猝灭效应强
TCPO-CL在药物分析中的应用
待测物 安非他明
苄达明 双密达莫
叔胺类 仲胺类 伯胺类 咔唑类化合物 美托洛尔 硫醇类 雌二醇 前列腺素 E2 透明质酸 无机磷 甲状腺素 乌本苷 胆固醇 苯异丙胺
6 X=
N
O
NH NH
O X
7 X= (CH3)2N
8 X= (C2H5)2N
9 X=
N
O
NH NH
O
10
环状酰肼结构是发光的关键
O
NH
X
NH
O
4 X=NH2 (isoluminol) 5 X= (C2H5)2N
6 X=
N
O
NH NH
O X
7 X= (CH3)2N 8 X= (C2H5)2N
9 X=
CH3 N
NO
3
NO
3
N
CH3
光泽精的分子结构式
4. 吖啶酯类化学发光反应体系
NC+H3
COCl
22
H2O2
OH
NC+H3
OC
OOHCH3Leabharlann N+H2O2
OH COOR
CH3 N
OO H O OR
CH3 N
HO COOH
O
CH3 N*
h
O
CH3
23
N
O
O
O
24
5、1,2-二氧杂环丁烷类化学发光体系
• 1950年，商品化仪器出现
• 化学发光是化学反应的反应 物或生成物（或荧光物质） 吸收了反应释放的化学能后 所产生的光辐射。根据化学 发光反应在某一时刻的发光 强度或发光总量来确定反应 中相应组分含量的分析方法 叫化学发光分析法。
CORALS
Sea Pansy Renilla
luciferase
高锰酸钾-亚硫酸盐体系发光机理
最佳pH=2.5 HSO3¯+ MnO4 ¯ → HSO3 + MnO42 ¯ 2HSO3 →S2O62 ¯+2H+ S2O62 ¯ → SO42 ¯+SO2* HSO3¯为SO2水解生成，pH=2.5时比例最大
高锰酸钾－TCs CL体系测定盐酸四环素、盐酸 土霉素
1.鲁米诺化学发光反应体系
鲁米诺化学发光反应机理
O NH NH
NH 2 O
Luminol
OH
O O
NH 2 O +
light
O
N N NH 2 O OOH
a-hydroxyperoxyde
-N 2 OH
O*
O
NH 2 O
•鲁米诺衍生物
O
NH
X
NH
O
4 X=NH2 (isoluminol)
5 X= (C2H5)2N
CL 体系
TCPOH2O2 TDPOH2O2 TDPOH2O2DOP TCPOH2O2 DNPOH2O2 TCPOH2O2 TCPOH2O2 TDPOH2O2 TCPOH2O2 TCPOH2O2 TCPOH2O2 TDPOH2O2 TCPOH2O2perylene TCPOH2O2 DNPOH2O2 TCPOH2O2 TCPOH2O2
N
O NH NH
O
10
O
N CH3
NH
NH2
O
OCH3
N
NH
NH2
O
CONHNH2 NH2
11
12
13
O
O
NH2
NH
HO
N N CONHNH2
SS
R2
N
N
O
N
H
H
O
H5C2 N
NH NH
H2N(CH2)4
O
16
HO
O
O
OH
O N NH
HO NHA c
14
O
R1
17
15
鲁米诺反应体系的应用
• 金属离子或酶的催化作用——测定金属离子或酶 • H2O2或其他氧化剂 ——测定过氧化氢或氧化剂 • 某些分子的增强、抑制作用——测定此类分子 • 偶合反应——间接测定无机或有机化合物 • 通过标记化合物——测定此类物质或免疫分析
OO OCH3
AP
AMPPD
-HPO42-
OPO3 Na2
OO OCH3
O-
AMP-D
O
O
+[
OCH3
]*
O-
OCH3
O
+光
O-
6、酸性高锰酸钾化学发光体系
• 高锰酸钾-吗啡 • 高锰酸钾-连二亚硫酸钠体系 • KMnO4(H+)-甲氧苄啶-硫代硫酸钠化学发光反
应体系 • KMnO4(H+)-EC-RNA化学发光体系 • 高锰酸钾-草酸
2.过氧化草酸酯类反应体系
Cl
Cl
Cl
OC C O
Cl
OO
Cl
Cl
典型过氧化草酸酯分子结构式
双(2,4,6-三氯苯基)草酸盐
• 过氧化草酸酯体系发光机理
ArO C C OAr + H2O2 OO
OO
CC
+F
O
O
O
C O
O CF
O
F*
OO C C + 2ArOH
O
O
OO C CF
O
O
F* + 2CO2 F + light