化学发光法及其应用
化学发光技术原理及应用
化学发光技术原理及应用化学发光技术,是指通过化学反应的方法来产生发光现象的一种技术。
它主要依赖于化学反应的能量释放和物质发生转化的过程中产生能量的特点,使用一定的化学试剂,通过物质的化学反应,来使化学能转化为光能,从而实现发光的效果。
化学发光技术广泛应用于生物医学、物质分析、环境监测、能源技术、材料科学等领域。
本文将分别探讨化学发光技术的基本原理,以及它在不同领域中的应用。
一、化学发光技术的基本原理化学发光技术的基本原理是通过特定的化学反应来激发发光分子的能级,使发光分子达到激发态,释放出光子实现发光的过程。
因此,化学发光技术的实现需要开发出一系列符合要求的发光试剂。
常见的发光方式有如下几种。
1. 化学发光化学发光法利用特定的化学反应,使反应物的活化能转化为光能而产生发光。
比如,乳酸氧化酶催化下乳酸和过氧化氢反应生成的基质产生化学发光,可以用于检测血液中的乳酸含量。
2. 其他类型的光化学反应还有一些类型的光化学反应也能产生发光现象,比如化学发光酶免疫分析法。
如果特定化学反应产生的物质与酶或抗体结合,这时的化学发光就能表现出高度的选择性和灵敏度。
3. 高分子发光材料发光高分子材料的制备通常是将一定量的化学反应物和发光剂混合,进一步地,将混合后的料加入到具有合适性能的基体中。
高分子发光材料因其易于加工、成本低廉、安全稳定等优点,在环境监测、生物医学等诸多领域都得到有效应用。
二、化学发光技术在生物医学领域的应用发光技术在生物医学领域的应用非常广泛。
一般来讲,生化指标对临床诊断和病理变化的判断测试和检测是具有非常重要价值的。
其中最重要的生化指标之一是蛋白质,通过检测蛋白质浓度、酶活性等参数的变化,能够早期发现人体的变化,这对于疾病预防和治疗至关重要。
化学发光技术能够针对不同类型的指标开发出相应的检测方法,如果高灵敏度、特异性,检测的速度也十分快。
三、化学发光技术在环境监测领域的应用化学发光技术在环境监测领域的应用十分广泛。
化学发光技术及其在医学检测中的应用
化学发光技术及其在医学检测中的应用为了快速、准确地检测人体内某些特定生物分子或物质的含量,化学发光技术已经成为了医学检测领域中的一种非常重要的手段。
所谓化学发光,即指在一定的条件下,某些特定的化学物质会发出可见光或紫外光。
这种现象被称为化学发光现象。
化学发光可以分为化学电化学发光、化学生物发光、化学发光光谱学三种主要类型。
化学电化学发光,是指在电化学反应中,正负离子或者是被氧化的还原剂所得到的中间体,由于复合放出特定波长的可见光或紫外光。
这种发光现象主要适用于微量电化学研究和生物化学研究等方面。
化学生物发光,是指利用生物体内已有的发光体系,通过化学方法分离并纯化发光物质后进行体外反应,最终获取发光信号。
这种方法需要先进行提取或分离生物体内的发光物,然后再结合化学反应,获得发光信号。
例如生物发光酶化学发光技术利用生物发光体系中的荧光素和酶催化分子需氧化还原反应的特性,即通过对荧光素和酶进行化学处理后植入到待检测体系中,就可以快速检测出待检测物质。
化学发光光谱学是指利用化学发光技术结合光谱学方法,即发光光谱学,在可见光或近紫外光范围内分析某种化学物质的光谱分布。
这种方法可以检测出非常微小的化学变化,并且对于检测复杂物质具有一定的优势。
化学发光技术在医学检测中广泛应用,其中最为重要的是在生命体检测、生物分子检测和微量药物分析等方面。
其应用范围包括临床、医学研究、环境科学、食品安全等。
以下列举化学发光技术在医学检测领域中的几种典型应用。
首先是在生命体检测方面。
生命体检测是检测人体生命体征,包括心电图、胸片、B超、血液生化检查等,是临床医学中不可或缺的部分。
生命体检测中,化学发光技术被广泛应用于血液生化检测中。
以四种常见的生化分析为例:血清肝酶、心肌酶、肌酸激酶和肌酸激酶同工酶等标志物检测。
这些检测都是通过检测血清中相关标志物的含量,来判断患者是否存在肝病、心脏疾病或肌肉疾病等。
在这些检测中,化学发光技术能够快速、准确地检测出生化标志物的含量,同时具有分析灵敏度高、专一性高和操作简便等优点。
化学发光分析的原理及应用
化学发光分析的原理及应用在生命科学、医学、环保、食品安全等领域,化学发光分析技术得到了广泛应用。
化学发光分析是指利用感光剂发生化学反应释放出光的现象,通过测光仪来检测光的强度,从而获得定量和定性分析信息的过程。
本文将从化学发光分析的原理和应用入手,为读者全面介绍这一技术的特点和优势。
一、化学发光分析的原理化学发光分析的原理与荧光分析原理类似,都是利用分子在外界刺激下发出的光来检测分析样品的。
但是,化学发光分析与荧光分析有着本质上的不同。
荧光分析是指分子在外界的激发下带有一定的能量,发生弛豫过程时在瞬间发出的光,这种光是常规荧光光谱所显示的,纵向轴表示发出光的强度,横向轴表示光波长。
而化学发光分析是指在化学反应过程中,当反应中生成的某些种类的粒子、原子或分子受到外界作用而处于激发态时,它们会释放出一定的能量,这些能量使得感光剂处于激发态,而感光剂在弛豫过程中发出的光则可用于检测样品。
举例来说,将齐氏试剂和过氧化氢混合后,会出现化学反应放出大量的能量,这种能量会使得某些物质进入激发态,当这些物质从激发态跃迁到基态时,就会放出光。
常见的化学发光反应有:齐氏反应、硫酸铜-甲酸乙酯氛围中产生气态芳香族化合物的化学发光反应、偶氮氧基苯-二甲基亚硝胺化合物的产生及其化学发光等。
二、化学发光分析的应用1.环保领域化学发光分析是环保领域高精度分析的核心技术之一。
在环境污染监控中,化学发光分析技术可以用来检测各种危害物质的浓度,例如灰霾的微小颗粒物、大气中的挥发性有机物(VOC)和空气中的多环芳烃(PAHs)等。
2.食品安全领域化学发光分析广泛应用于食品安全领域,在快速检测、筛查食品中毒物质、农药、动物药残留以及食品中的微生物等方面有着独特的优势。
以检测食品中的微生物为例,化学发光分析技术中通常采用ATP (三磷酸腺苷)酶系统进行检测,通过测定样品中存在的微生物含量来判断食品是否安全。
3.生命科学和医学领域化学发光分析技术在生命科学和医学领域也有着广泛的应用。
化学发光分析技术的研发和应用
化学发光分析技术的研发和应用化学发光分析技术是一种基于化学反应的光学分析方法,通过测量样品反应后产生的光信号来检测和分析样品中的化学成分。
这种分析方法具有高灵敏度、高选择性和高速度等优点,在医学诊断、环境监测、食品安全等领域有着广泛的应用。
一、化学发光分析技术的原理化学发光分析技术根据样品中的物质与化学试剂发生化学反应并激发出发光现象来进行分析。
在实验中,我们可以使用一些化学试剂,比如称为“增强剂”的化学试剂,将荧光信号增大。
样品经过反应后会释放出一个电子,如果这个电子在激发态上释放光子的话,就能从基态升至激发态。
激发态具有较短的寿命,很快就会退回到基态上,因此就会放出一个光子,这样就形成了化学发光信号。
利用化学发光分析技术探测的物质是适用这个原理的,也就是所谓的荧光物质。
二、化学发光分析技术的应用1. 医学诊断化学发光分析技术在疾病诊断方面有着广泛的应用。
比如,医院中的临床检验科通常会使用化学发光分析仪器对患者的血液和尿液等生物样品进行检测,以确保病人的健康安全。
以荧光标记的抗体可以用于癌症等生物诊断,因为它们会特异性地结合在癌细胞上,以此来帮助诊断最早迹象。
2. 环境监测化学发光分析技术在环境监测中也有着广泛的应用。
比如,有些能够发生化学反应的污染物质、有毒物质等,通过和某些荧光试剂作用可发生化学反应并产生荧光信号,此时若检测到荧光信号便说明该环境中存在所检测的污染物质或其他有毒物质。
3. 食品安全化学发光分析技术也可以被用来监测食品中的营养成分和有害物质。
例如利用人工合成的荧光化学物质或其他检测剂作为指示剂来识别化学物质,这些化学物质在食品中是不合法的或者超过了规定的安全限制。
借助化学发光分析技术,我们可以更加准确和快速地得出有关食品成分以及其安全性的结论。
三、未来的发展趋势未来化学发光分析技术将继续朝着更高的灵敏度、更高的选择性和更好的实时性方向发展。
为了应对更广泛的的应用领域和更多样的样品类型,我们需要进一步探索和研究新的化学发光体系和试剂。
化学发光原理及其在分析化学中的应用
化学发光原理及其在分析化学中的应用化学发光技术是一项新型的光电分析技术,它利用某些物质受到外部激励后会发出光的特性,从而对样品进行分析。
化学发光技术具有检测灵敏度高、选择性好的特点,被广泛应用于环境监测、生物分析、化学分析等领域。
本文将介绍化学发光的原理及其在分析化学中的应用。
一、化学发光的原理化学发光是一种被激发的化学发光现象,被激发的能源包括电、光、热、化学反应等。
根据被激发的能量来源,化学发光可以分为电致发光、光致发光、热致发光、化学发光等几种类型。
其中,电致发光是指当某些物质受到电激发后发生放电现象,并产生能量释放的过程,可以发出光的现象。
如当电流通过稀释的溴甲烷气体时,产生的电离和激发能使其分子产生激发态,在激发态向基态转移时,会有较多的辐射发生,从而产生黄绿色的发光现象。
光致发光是指当某些物质受到光照射后,其分子或离子会发生能级转移,并产生能量释放的过程,可产生发光现象。
例如,当溶液中的荧光染料受到紫外光照射后,将引起它的电子从其基态向激发态跃迁,此时荧光染料分子激发态的电子与周围分子碰撞时就会回到基态,从而发光。
热致发光是指当某些物质在高温下,由于其本身的分子构造和原子结构发生变化,产生能源释放的现象,最终产生发光。
例如,硫脲在高温下会分解,产生出硫酸氮化物,硫酸氮化物在激发态向基态跃迁时,就会放出蓝色的发光。
化学发光是指当某些物质经历化学反应过程时,产生化学能的释放,从而激发分子内部电子或离子之间进行跃迁并产生发光现象。
例如,辛烯酸铵钠(Luciferin)和辛烯酶(Luciferase)的化学反应过程能够生成生物发光现象。
二、化学发光在分析化学中的应用化学发光技术具有检测精度高、检测速度快、选择性好等优点,在分析化学中得到了广泛的应用。
目前,分析化学中常用的化学发光技术主要有荧光法、化学发光法和电化学发光法等。
荧光法是最常用的化学发光技术之一,它分为静态荧光法和动态荧光法。
静态荧光法指的是在实验过程中,样品/试剂的浓度变化较小,荧光信号是稳定的。
化学发光分析技术的研究及应用
化学发光分析技术的研究及应用一、引言化学发光分析技术已经成为生物医学领域中最受欢迎的检测方法之一。
它已广泛应用于生物分析、临床诊断、环境监测和食品安全等领域。
本文旨在探讨化学发光分析技术的研究及应用。
二、化学发光分析技术的概述化学发光分析可分为电化学发光和化学发光两类。
电化学发光是指在电极表面发生电化学反应,电化学反应所产生的激发态物质向基态跃迁时发生的发光现象,即电化学发光现象。
在这种方法中,通过电化学反应产生光,再利用光子计数器分析样品中的目标分子。
化学发光是指在化学反应中产生激发态物质,该物质向基态跃迁时释放出光子,即化学发光现象。
对于化学发光分析,灵敏度和选择性是关键。
三、化学发光分析中的发光机理化学发光分析是基于化学反应中放出的光子对产物浓度进行检测的技术。
光子释放的机理主要有三种:单分子化学发光、能量转移化学发光和化学反应发光。
1. 单分子化学发光机理单分子化学发光机理是指发光来自于一个分子的瞬间存在的激发态基态。
其内部转移是通过激发态、激发态分子、电子转移和融合步骤完成的。
2. 能量转移化学发光机理能量转移化学发光机理是指一个分子从一个激发态到另一个激发态的过程发射出光子,这种过程通常与非辐射过程相结合。
3. 化学反应发光机理化学反应发光机理通常涉及化学反应产生激发态物质,该物质向基态跃迁时释放出光子。
四、化学发光分析技术的应用化学发光分析技术已经应用于许多领域,包括生物分析、临床诊断、环境监测和食品安全等。
1. 生物分析化学发光分析技术可以用于检测细胞生长、酶活性、蛋白质分析、DNA检测和细胞代谢活性等。
典型的化学发光分析方法包括化学发光酶免疫法(CLEIA)和化学发光免疫测定(CLIA)。
2. 临床诊断化学发光分析技术可用于肿瘤标志物、激素及其代谢产物、风湿因子以及肾功能和心脏病等方面的临床诊断。
典型的化学发光分析方法包括固相化学发光免疫测定(SPCLIA)和发光免疫层析法(LIA)。
化学发光分析技术及其在环境检测中的应用
化学发光分析技术及其在环境检测中的应用一、化学发光分析技术概述化学发光分析技术是指利用化学作用产生的化学发光现象进行分析的一种技术手段。
化学发光分析技术具有灵敏度高、特异性强、快速准确、操作简单等特点,已经成为现代分析化学领域中的主要手段之一,广泛应用于药物分析、环境监测、食品质量控制等领域。
化学发光分析技术可以划分为化学发光和化学发光光谱两种。
其中,化学发光是指在化学反应中产生的化学发光现象,而化学发光光谱则是在化学发光的基础上,通过光谱技术对化学发光现象进行分析。
化学发光分析技术的基础是化学反应的化学发光作用。
化学发光通常是由于化学反应的自发放热或化学反应后续的放热而导致的。
如果将发光现象与可见光谱区域的光谱结合起来,可以实现对物质的定性和定量分析。
二、化学发光分析技术在环境检测中的应用1. 水质检测水是我们生活中必不可少的组成部分,但随着工业化和城市化的快速发展,水质问题越来越引起人们的重视。
化学发光分析技术可以用于水中有毒污染物质的检测,如苯系列、多氯化联苯PCBs、三氯乙烯等。
化学发光分析技术对这些污染物质的检测具有灵敏度高、准确度高、样品处理快等特点,因此被广泛应用于水环境的检测。
2. 大气污染物检测大气污染物对人类健康及环境造成的危害是不可忽视的。
针对大气污染问题,化学发光分析技术可以用于大气中有毒污染物质的检测,如二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、一氧化碳CO、臭氧O3等。
采用化学发光分析技术对这些污染物质的浓度进行监测,可以为大气污染的防治提供重要的参考数据。
3. 土壤污染物检测土壤污染是指在土壤中发现的对人类健康和环境造成危害的物质的一种现象。
化学发光分析技术可用于土壤中有毒污染物质的检测,如重金属元素、农药等。
利用化学发光分析技术,可以快速、准确地检测出土壤中的有毒污染物质,并对土壤的污染程度进行评估。
4. 化工污染物检测化工污染物是化学厂以及相关生产企业的废弃物质。
这些废弃物质中含有很多对人类健康和环境造成危害的物质。
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。
化学发光法的原理技术要点及评价应用
化学发光法的原理技术要点及评价应用1.发光基团选择:选择能够被化学反应激活产生发光的基团非常重要。
常用的发光基团包括草酰酸酯(ACRIDINIUMESTER)、酶标记物及化学荧光(CHEMILUMINESCENCE)等。
2.激发剂选择:选择适当的激发剂也是化学发光法的关键。
可以使用过氧化物、过氧硫酸钾等能够与发光基团发生氧化还原反应的物质作为激发剂。
3.基质调节:对反应体系的pH值、温度等进行调节,可以影响到反应速率和光强度。
通过对基质的调节,可以提高化学发光的灵敏度和稳定性。
4.光学检测系统:使用光电探测器或光电倍增管等器件,可以检测到反应产生的光信号。
对光信号进行放大、滤波等处理,可以提高检测灵敏度和准确度。
1.生物分析:化学发光法可以被用于检测生物标志物、蛋白质、核酸等分子,并用于生物分子的定量分析、免疫测定等。
该方法具有高灵敏度、高选择性、快速反应等优点,适用于临床诊断、药物研发等领域。
2.生命科学研究:化学发光法在生命科学研究中被广泛应用于信号转导、细胞活性检测、蛋白质相互作用等实验。
例如,荧光素酰物酶标记技术可以用于检测酶的活性、细胞内信号的传递等。
3.环境监测:化学发光法可以用于环境中有毒有害物质的快速检测。
例如,利用一些发光基团与特定污染物发生化学反应,可以检测到其存在,并对其浓度进行定量分析。
虽然化学发光法具有许多优点,但也存在一些限制和挑战:1.实验条件控制要求高:化学发光法对实验条件的控制要求较高,包括反应温度、pH值等因素。
这对实验室人员的技术和仪器设备的要求较高。
2.反应可逆性:化学发光法大多利用氧化还原反应产生发光,这种反应通常是可逆的。
因此,光强度的持续时间较短,需要在短时间内进行光信号的检测。
总的来说,化学发光法是一种快速、灵敏度高的分析方法,在生命科学研究和临床诊断中具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展,化学发光法的应用也将进一步拓展和深化。
化学发光原理及其在生物医学中的应用
化学发光原理及其在生物医学中的应用生物医学中的发光技术一直是一个令人们感到神奇的领域。
化学发光技术能够使发生在分子水平上的生物过程以异常美丽的形式呈现,可谓是一种精美的技术。
本文将介绍一些化学发光原理及其在生物医学中的应用。
一、化学发光原理在生物医学中,发光分析是一项重要的技术,在许多应用领域都使用得非常广泛。
其中最具代表性的一种方法就是生物体系中的化学发光方法。
该方法是由将化学能转化为可见光等电磁辐射发出的原理所实现的。
在化学发光的原理中,通常会使用一种称为荧光素的分子,它被分为两种类型,即荧光素和荧光素衍生物。
荧光素衍生物由荧光素分子经过化学反应,得到了改变分子结构的产物。
在荧光素衍生物中,有一个称为荧光素类色胚的分子结构,它不稳定且容易发生光解反应,进而产生光子。
在光子的作用下,荧光素类色胚分子分裂成两个小的分子结构,能量也被释放出来,进而激发其他分子的光解反应。
这种分子的光解反应会产生新的光子,并且光子数量非常大,以至于它们可以被用来发光。
二、荧光素衍生物的发光机制荧光素衍生物的发光机制涉及到多种因素的相互作用,包括反应物的浓度、反应物的性质、反应温度等等。
大多数情况下,荧光素衍生物在同一温度下会分解成许多光子,而光子的数量也与反应物的浓度有关。
当荧光素衍生物的浓度越高,发生分解反应的分子也就越多,因此发出的光子也就更多,最终的效果就是产生了一个非常亮的发光现象。
另一个重要的因素是反应物性质的选择。
在选择反应物时,需要考虑到化学反应的速率、可靠性、易用性等因素。
此外,还需要确定反应物的相对大小,因为可以通过调整反应物的浓度和体积来控制发光的强度。
显然,如果要产生高强度的荧光,需要使用高浓度的反应物。
三、化学发光在生物医学中的应用生物医学中的化学发光技术具有广泛的应用,它们通常用于分析生物样品,其中包括血清、唾液和病毒等样品。
发光技术是由于荧光素衍生物能够以生成荧光的形式被各种生物分子所捕获而成为可能的。
化学发光原理及应用(精)
化学发光及生物发光的原理及其应用第一部份 概述化学发光 (ChemiLuminescence ,简称为 CL) 分析法是份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 ( 供能反应为普通化学反应 ) ; 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。
化学发光的系统普通可以表示为:在整个的检测系统中其关键的部份为 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者衰弱。
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 摆布 ) ,故进样与记录时差短,分析速度快。
第二部份、化学发光常用的化学试剂及其原理化学发光是某种物质份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。
化学发光技术的基本原理和应用
化学发光技术的基本原理和应用化学发光技术是一种光谱分析技术,可以通过化学反应使样品发生发光现象。
化学发光技术具有较高的灵敏度、特异性和速度,已被广泛应用于食品安全、生物医学、环境分析等领域。
一、化学发光的基本原理化学发光技术的基本原理是利用化学反应过程中释放的化学能转化为光能,使样品发生发光现象。
其中,化学发光主要有三种类型:荧光、磷光和化学发光。
1.荧光荧光是指在一定波长的激发下,某些物质(如蛋白质、核酸等)吸收能量后发射出具有不同波长和较长寿命的电子能级跃迁辐射能量的过程。
荧光通常可以通过紫外线或蓝色激发光源激发产生,其波长范围大约在300 ~ 600 nm,通常在可见光区域呈现出蓝色、绿色、黄色或红色的发光。
2.磷光磷光是指在一定波长的激发下,某些物质(如荧光物质、稀土金属离子等)吸收能量后在较长时间内发生第二次辐射、生成光的过程。
磷光的波长通常在可见光和红外光区域,磷光与荧光的区别在于其发光时间相对较长,通常持续数毫秒至数秒不等。
3.化学发光化学发光是指在某些化学反应中,由于活化能很高而不能生成光谱吸收或吸收的光谱不能足以将其激发至发光态,但是在反应后因为化学能、热能的释放,能够将分子激发至高能态从而产生发光现象。
化学发光的特点是光谱宽、持续时间短(通常在微秒数量级),且发光强度较高。
二、化学发光的应用化学发光技术具有灵敏度高、特异性强、检测速度快等优点,因此被广泛应用于生物医学、食品安全、环境分析等领域。
以下是几种常见的化学发光技术及其应用。
1.荧光标记技术荧光标记技术是一种在生物样品中检测特定分子的方法,通过标记样品分子与荧光物质结合,使其在激发下发生发光,并通过荧光检测系统测量荧光强度来定量分析样品中的分子。
荧光标记技术广泛应用于肿瘤诊断、细胞成像、酶学研究等方面。
2.化学发光分析技术化学发光分析技术是一种利用化学反应的发光过程进行定量分析的方法,主要应用于药物分析、环境监测、食品安全检测等领域。
化学发光现象及其应用
化学发光现象及其应用化学发光现象是一种非常神奇和有趣的化学反应,也是当今科学研究领域中备受关注的一个主题。
当有些化学物质与其他物质发生反应时,会产生能量释放的现象,从而产生光。
这种发光现象在自然界和实验室中都有广泛的应用,例如在生物学、药物学、化学分析、环境监测等领域中。
发光的原理化学发光反应的原理是根据发光分子吸收能量后产生激发态并经过激发态释放能量而发光。
具体而言,某些分子经过化学反应后,其能量水平变得非常高,从而导致分子的电子跃迁到一个高能量态,称为激发态(excited state)。
在激发态,这些分子如果遭遇其他的分子,则有可能被它们碰撞并使其回到低能量态,Thus 返还释放出能量(Emission)进而发光。
常见的化学发光反应常见的化学发光现象包括:化学发光、磷光、荧光和化学发光。
其中,化学发光又被称为化学发光。
在化学发光中,产生的光是由短时间内,一种化学反应的能量释放激发的分子发出的。
磷光是当一种物质吸收电磁辐射(如紫外光)时,再辐射出去形成光谱的现象。
荧光是遗传工程和分子探针广泛应用的技术中,把一些荧光蛋白做成报告带来的光。
那些荧光蛋白其实就是一种特殊的蛋白质,他跟在分子的表面上并具有一定的荧光性,当这些荧光蛋白与其他的化学物质发生反应时,便可产生鲜艳的颜色,从而有荧光的效果。
应用化学发光的应用广泛,主要应用于生物响应探测、药物研究、环境监测、诊断和图像技术等领域。
生物响应探测化学发光荧光素的强发光性和微生物颗粒标记能力,使生物响应探测成为一个蓬勃发展的领域。
生物响应探测利用生物大分子(如蛋白质和DNA)结合特异性标记,实时监测生物过程中的数量和位置变化。
通常,这样的探测方法需要一个或多个荧光素,配合一些生物导入器或反应条件,以扩大化学发光响应的动态范围。
药物研究化学发光的生物学检测法为新药发现和药物研究,提供了强有效的工具。
化学发光可以跟踪先导化合物优选过程中的活性物质,并可以用于评估新药分子的正反映,评估药效动力学和毒性。
化学发光法的原理技术要点及评价应用
化学发光法的原理技术要点及评价应用化学发光法是一种利用化学反应产生的发光现象进行分析的方法。
其原理是通过物质的发光反应,在外界刺激下,物质发生激发态到基态的电子跃迁,从而释放光子并产生发光现象。
化学发光法技术要点包括反应物的选择、光学系统的设计和检测等方面。
下面将详细介绍化学发光法的原理、技术要点以及评价应用。
1.原理:化学发光法的原理基于化学反应产生的发光现象。
一般来说,化学发光反应包括激发和发光两个过程。
首先,通过适当的刺激,使得反应物处于高能级的激发态;然后,在能级自发降低的过程中,放出能量差,产生光子并产生发光现象。
这种发光现象被称为化学发光。
2.技术要点:(1)选择合适的反应物:反应物的选择对化学发光法具有至关重要的影响。
通常要求反应物在发光过程中能产生稳定可靠的发光,且反应物之间的反应控制要良好。
同时,还要考虑反应物的选择范围、溶解性、灵敏度等因素。
(2)光学系统的设计:光学系统是用于收集、传输、分离和检测发光信号的组件。
设计良好的光学系统可以提高灵敏度和准确度。
光学系统的设计要考虑光源的选择、光路的布局、光学元件的选用等方面。
(3)检测:检测是化学发光法中的关键步骤。
可以使用不同的光学仪器进行检测,如光电倍增管、光电二极管和光电子多功能测量系统等。
检测的关键是要选择合适的波长和敏感性以获得准确的发光信号。
3.评价应用:(1)分析化学:化学发光法在分析化学领域被广泛应用于无机、有机和生物分析中。
在无机分析中,可以用于测定微量的金属离子、无机盐和荧光物质。
在有机分析中,可以应用于测定有机物的含量和浓度。
在生物分析中,化学发光法可以用于检测细胞组织中的酶活性、激素浓度、蛋白质浓度等。
(2)生命科学研究:化学发光法在生命科学研究中有着广泛的应用。
例如,可以用于药物筛选、生物传感器的构建、分子诊断等。
化学发光法在生命科学研究中具有灵敏性高、检测速度快的特点。
(3)环境监测:化学发光法可以用于环境监测领域,例如检测水中的重金属、有机物和污染物。
化学发光分析技术的研究与应用
化学发光分析技术的研究与应用化学发光分析技术是近年来发展迅速的生物化学检测技术之一。
它利用产生化学发光的化合物作为标记物,结合光学检测技术,可快速、灵敏地检测生物分子,广泛应用于医药、食品安全、环境监测等领域。
本文将探讨化学发光分析技术的原理与常用方法,以及在生命科学、环保领域的应用前景。
一、化学发光分析技术的原理化学发光分析技术是通过激发或触发化学反应过程,使反应物释放能量,进而发出光来进行检测的方法。
其原理主要有两种:一是利用化学荧光物质,通过外加能量激发其激发态,进而发出荧光信息,进行检测;二是利用化学还原、氧化或化学发光反应,产生电子等活性物种,激发固态荧光物质,形成光信号,从而实现检测。
在化学发光分析技术中,最常用的是荧光发射检测。
荧光分子分子激发态的生命期很短,一般在纳秒至微秒级别。
当荧光分子由激发态退回到基态时,会释放能量并发出荧光。
通过研究荧光分子的荧光光谱,可以获取关于分子结构、环境、定量等信息。
此外,还有胶体金、量子点等荧光探针被广泛应用于化学发光分析中。
二、化学发光分析技术的常用方法对于发光生物分子的检测,重要的是选择适当的检测方法。
一般而言,化学发光检测涉及到样品的处理、荧光分析仪器的选择、检测方法的设计等方面。
常见的化学发光分析技术方法主要有以下四种。
1、酶标记法酶标记法是利用酶对底物进行催化反应,产生很小的底物,使其可以高效地被检测。
常用于属于酶家族的生物分子标记(例如抗体),最早由E. Adams和L. T. Tevere发明。
2、化学标记法化学标记法适用于寻找并替代酶标记法的试验。
它包括利用化合物改变样品的光学性能,如荧光、磷光、化学发光等,是酶标记法的重要替代方案。
3、电化学标记法电化学标记法是利用电化学技术对标记物进行检测。
它的检测原理是利用电化学还原、氧化和化学发光等机制来产生电子,激发固态荧光物质,形成光信号。
电化学标记法适用于微量分析中的分子检测问题,检测灵敏度高、信号稳定。
化学发光的原理与应用
化学发光的原理与应用化学发光是指一种物质在化学反应中产生的光,也称为化学发光现象。
这种现象在自然界和人类活动中都十分常见,如萤火虫、海藻等生物产生的光,以及现代生物医学和食品工业中的应用等。
本文将介绍化学发光的原理和应用。
一、化学发光的原理化学发光主要是通过化学反应过程中的能量释放而产生。
化学反应中的能量可以以光子的形式释放出来,这种光子属于电磁波谱中可见光的范畴,其能量范围从400纳米(紫外线)到700纳米(红外线)。
如果化学反应释放的能量容易被肉眼观察到,那么我们就可以称之为化学发光现象。
化学发光的反应机制非常复杂,但是可以归纳为以下几点:1.化学反应中的电子在从高能级到低能级的过程中释放了能量。
2.激发态分子从一个激发能级到另一个激发能级时会释放出光子,这个光子跟所释放的能量的大小有关。
3.某些金属离子和有机物质在反应过程中,发生了电子转移,释放了电子激发能,这些能量转化成一定波长的电磁波就称为化学发光现象。
二、化学发光的应用1、生物医学领域化学发光的应用在生物医学领域十分广泛,最常用的是放射性同位素发光单元(PMT),此类技术被广泛用于基因测序、免疫检测、酶促反应和分子诊断等。
通过将荧光素固定到药物或抗体上,可以将药物或抗体标记为目标生物分子,可对它们进行非常高度灵敏的检测。
这些荧光分子在接触到目标生物分子时会发出光,这种光会在相机或显微镜上被监测到。
2、食品工业在食品工业中,化学发光技术可以检测到食品中的致病菌和毒素。
通过检测裸眼难以观察的微生物或毒素,可对食品安全进行高效快捷的检测,这使得成千上万的食品公司能够对食品加工过程进行质量控制。
这种检测技术也被广泛用于污染检测和其他环境问题。
3、安防领域化学发光技术在安全检测领域也有应用。
利用红外线探测技术与化学发光技术结合,可以实现高精度生物成像技术,例如在半透明的墙上便可以看到隐蔽的物品或活动。
4、环保领域近年来,化学发光技术也开始在环境保护领域得到广泛应用。
化学发光法及其应用
化学发光法及其应用摘要:对近年来化学发光分析法的研究应用最新进展作了评述,包括化学发光体系的类型,化学发光法的新方法,化学发光在无机、药物分析及食品中的应用。
关键字:化学发光法;化学发光体系;应用;化学发光是在没有光、电、磁、声、热源激发的情况下,由化学反应或生物化学反应产生的一种光辐射。
以此为基础的化学发光化学发光(Chemiluminescence ,简称CL)分析法是近30 年来发展起来的一种高灵敏的微量及痕量分析法,由于可以进行发射光子计量,又没有外来激发光源存在时散射光背景的干扰,因而具有很高的灵敏度(检出限可达10-12-10-21mol),很宽的线性范围(3-6个数量级),同时仪器设备又很简单、廉价、易微型化,在二十世纪的最后十年发展非常迅速。
近来,在改进和完善原有发光试剂和体系的同时,新发光试剂的合成,新体系的开发,与其它技术的联用,尤其是流动注射技术,传感器技术,HPLC 技术及各种固定化试剂技术的联用,更显示出化学发光分析快速,灵敏,简便等优点,也进一步拓宽了化学发光的应用范围。
并且,化学发光在多类复杂有机物质,如氨基酸、蛋白质、维生素、核酸、DNA、激素、生物碱及各类药物及毒物的检测,多种生物活性物质的分析,多种抗体和抗原的免疫分析,基因芯片、蛋白质芯片、受体芯片、酶芯片、微流控芯片研究中得到了广泛地应用,而且呈现出上升趋势。
为生命科学、环境科学、材料科学的研究提供了许多新的、高灵敏度的、有效的分析手段,推动了这方面科学理论和高新技术的发展;同时,其他相关学科的研究成果也为化学发光和生物发光提供了许多新的技术和手段,出现了许多新的化学发光和生物发光法,如纳米发光、发光成像、发光活体分析,大大促进了化学发光的发展及应用。
本文将从以下几个方面论述化学发光分析法。
1 化学发光分析法的原理化学发光(Chemiluminescence,简称CL) 分析法是分子发光光谱分析法中的一类,是指物质在进行化学反应时,由于吸收了反应时产生的化学能,而使反应产物分子激发至激发态,受激分子由激发态回到基态时,便发出一定波长的光。
化学发光技术的原理与应用
化学发光技术的原理与应用光和化学反应一直是我们生活中重要的组成部分。
人们通过光来感受周围的环境和物体,光和化学反应也常常发生在我们的身边,例如火柴燃烧、烟花绽放等等。
化学发光技术就是基于化学反应而产生光的技术,是一种注重光学性质的化学科技。
一、化学发光技术的原理化学发光技术的原理是光触媒化学反应的能量转化。
当光激发物质分子使其处于能量分子激发态,当分子处于激发态时,这些分子会通过化学反应释放出光。
可以理解为,当潜能电子的能量减少时,其从高能级向低能级跃迁所释放的能量,就是分子发出的光。
化学发光技术的两种机制:1. 激发态复合机制。
激发态物质分子复合放出光,这种复合反应称为化学激发复合。
2. 化学发光放大机制。
是指在化学反应产物被光激发后发光。
下面介绍几个化学发光技术的原理:1. 荧光素双氧水发光原理。
该反应是将荧光素、氢氧化钠和双氧水混合,荧光素激发后,整个分子发生了化学变化,生成了高激发态;然后给它一些时间,荧光素分子失去能量来改变电子结构,返回原有的基态,此时便放出了光。
2. 二氧化硫和氨水发光原理。
二氧化硫和氨水反应后,会产生一种叫做亚硫酸铵的物质。
这种物质可以激发荧光素发光,也可以通过直接发射光子发光。
3. 金属螯合剂。
金属离子加王水可以将形成的金属离子与一些配体结合,形成金属螯合剂。
金属螯合剂在氧气的存在下会发生一定的化学反应,产生三氧化二铁。
这个化学反应的过程中,放出了光,从而形成了化学发光现象。
二、化学发光技术的应用1. 医学检测。
医学中,化学发光技术被广泛应用于诊断,例如利用放射性核素的发光性质,可以在体外检测并跟踪疾病的发展变化,使医生能够掌握病情。
2. 环境污染监测。
化学发光技术可以用于检测水中的有害物质,例如溶液中的重金属,工业废水中的卤代烃、汞、铬等物质,利用化学发光技术可以快速准确地检测污染物的浓度。
3. 生物成像。
化学发光技术可以将荧光素标记到生物分子上,例如标记到细胞质、细胞核和蛋白质。
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。
化学发光法原理及应用
化学发光
2、酶促化学发光免疫分析
酶促化学发光免疫分析(chemiluminescentenzymeimmunoassay,CLELA)是以酶标 记抗原或抗体进行免疫反应,免疫反应复合物上的酶再作用于发光底物,在信号试剂作 用下发光,用发光信号测定仪进行发光测定,酶的浓度决定了化学发光的强度。辣根过 氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶(ALP)为化学发光酶免疫分析常用的标记酶,发光底物以 鲁米诺、AMPPD(1,2-二氧环乙烷衍生物,一种碱性磷酸酶底物)为代表。
发光反应室
光检测器
信号放大器
显示与记录
目录
CONTENTS
1
化学发光原理
2 化学发光在免疫分析上的应用
3
化学发光-分子印迹技术
4
优缺点分析
化学发光
化学发光免疫分析
1977年,Halman等将化学发光与抗原抗体免疫反应相结合,创建了化学发光免疫分析 方法(chemiluminescent immunoassay,CLIA),相较于传统免疫技术(放射免疫技术、 酶免疫技术、荧光免疫技术等),CLIA具有自动化程度高、特异性好、精确度高、检测 范围广等优势。
化学发光 化学发光免疫分析的分类
根据标记物的不同 ➢ 直接化学发光免疫分析
CLIA可分为三大类: ➢ 酶促化学发光免疫分析
➢ 电化学发光免疫分析
化学发光
1、直接化学发光免疫分析
化学发光剂直接标记抗体或抗原的免疫测定方法称为化学发光免疫分析。
直接化学发光剂在发光免疫分析过程中不需要酶的催化作用,直接参与发 光反应,他们在化学结构上有产生发光的特有基团,可直接标记抗原或抗 体,目前常见的直接化学发光标记物主要有吖啶酯类化学发光剂。
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化学发光法及其应用摘要:对近年来化学发光分析法的研究应用最新进展作了评述,包括化学发光体系的类型,化学发光法的新方法,化学发光在无机、药物分析及食品中的应用。
关键字:化学发光法;化学发光体系;应用;化学发光是在没有光、电、磁、声、热源激发的情况下,由化学反应或生物化学反应产生的一种光辐射。
以此为基础的化学发光化学发光(Chemiluminescence ,简称CL)分析法是近30 年来发展起来的一种高灵敏的微量及痕量分析法,由于可以进行发射光子计量,又没有外来激发光源存在时散射光背景的干扰,因而具有很高的灵敏度(检出限可达10-12-10-21mol),很宽的线性范围(3-6个数量级),同时仪器设备又很简单、廉价、易微型化,在二十世纪的最后十年发展非常迅速。
近来,在改进和完善原有发光试剂和体系的同时,新发光试剂的合成,新体系的开发,与其它技术的联用,尤其是流动注射技术,传感器技术,HPLC 技术及各种固定化试剂技术的联用,更显示出化学发光分析快速,灵敏,简便等优点,也进一步拓宽了化学发光的应用范围。
并且,化学发光在多类复杂有机物质,如氨基酸、蛋白质、维生素、核酸、DNA、激素、生物碱及各类药物及毒物的检测,多种生物活性物质的分析,多种抗体和抗原的免疫分析,基因芯片、蛋白质芯片、受体芯片、酶芯片、微流控芯片研究中得到了广泛地应用,而且呈现出上升趋势。
为生命科学、环境科学、材料科学的研究提供了许多新的、高灵敏度的、有效的分析手段,推动了这方面科学理论和高新技术的发展;同时,其他相关学科的研究成果也为化学发光和生物发光提供了许多新的技术和手段,出现了许多新的化学发光和生物发光法,如纳米发光、发光成像、发光活体分析,大大促进了化学发光的发展及应用。
本文将从以下几个方面论述化学发光分析法。
1 化学发光分析法的原理化学发光(Chemiluminescence,简称CL) 分析法是分子发光光谱分析法中的一类,是指物质在进行化学反应时,由于吸收了反应时产生的化学能,而使反应产物分子激发至激发态,受激分子由激发态回到基态时,便发出一定波长的光。
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组分含量的分析方法叫化学发光分析法[1]。
换句话说,化学发光是指吸收了化学反应能的分子由激发态回到基态时所产生的光辐射现象, 广义的化学发光也包括电致化学发光。
一个化学反应要产生化学发光现象, 必须满足以下条件: 第一是该反应必须提供足够的激发能, 并由某一步骤单独提供, 因为前一步反应释放的能量将因振动弛豫消失在溶液中而不能发光;第二是要有有利的反应过程, 使化学反应的能量至少能被一种物质所接受并生成激发态;第三是激发态分子必须具有一定的化学发光量子效率释放出光子, 或者能够转移它的能量给另一个分子使之进入激发态并释放出光子。
化学发光反应所以能用于分析测定,是因为化学发光强度与化学反应速度相关联,因而一切影响反应速度的因素都可以作为建立测定方法的依据。
化学发光反应一般可表示为:A +B →C* (1)C*→C+ hν (2)化学发光强度( I CL ) 取决于反应的速度(dP/dt) 和化学发光量子效率(ΦCL)ICL(t)= ΦCL dP/dt (3)式中ΦCL可表示为: ΦCL=ΦrΦf, 其中Φr为生成激发态产物分子的量子效率,Φf为激发态产物分子的发光量子效率。
对于一定的化学发光反应, ΦCL为一定值, 其反应速度可按质量作用定律表示出与反应体系中物质浓度的关系。
因此, 通过测定化学发光强度就可以测定反应体系中某种物质的浓度。
原则上讲,对任何化学发光反应, 只要反应是一级或假一级反应, 都可以通过公式(1) 进行化学发光定量分析。
例如, 在上述化学发光反应中, 如果物质B保持恒定, 而物质A的浓度变化并可视为一级或假一级反应, 则:I CL=∫I CL(t)dt=∫ΦCL〔dA(t)/dt〕dt=ΦCL C A (4)即化学发光强度与A 的浓度成正比。
化学发光分析测定的物质可以分为三类: 第一类物质是化学发光反应中的反应物; 第二类物质是化学发光反应中的催化剂、增敏剂或抑制剂; 第三类物质是偶合反应中的反应物、催化剂、增敏剂等。
这三类物质还可以通过标记方式用来测定人们感兴趣的其他物质, 进一步扩大了化学发光分析的应用范围[2]。
2 化学发光体系2.1 鲁米诺化学发光体系鲁米诺及其衍生物是使用最广泛的化学发光试剂之一。
通过对鲁米诺类衍生物的氨基进行烷基化,增强鲁米诺及其衍生物的发光效率,一些性能优异的鲁米诺类衍生物( 图1 ) 已被研究并在生物、医药分析中广泛应用。
由于鲁米诺类试剂苯环上的取代基对鲁米诺类试剂的发光性能影响较大,改变苯环上的取代基,人们研制了多种新型鲁米诺衍生物。
它们主要分为两类:鲁米诺类发光衍生化试剂和鲁米诺类发光标记试剂[3]。
图1 鲁米诺类衍生物鲁米诺化学发光体系已被广泛地研究和应用,已成功地用于测定痕量过氧化氢、空气中的氧、DNA杂交分析、生化免疫分析、滴定分析终点指示以及多种金属离子的测定,如Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ag(I)、Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)、Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、V(Ⅴ)、05(Ⅲ)、As(Ⅲ)等,也用于多种无机阴离子的测定,如CN-、SO32-、PO43-、NO2-、S2-、Cl-、Br-等。
鲁米诺的衍生物ABEI,作为化学发光标记物己广泛地用于免疫分析。
此外,鲁米诺及其衍生物化学发光体系也己广泛用于液相色谱和毛细管电泳的检测器。
鲁米诺化学发光反应文献中已有很多报导,近年来,鲁米诺化学发光体系在多种金属离子测定、农药检测、人体血液、药物及保健品抗自由基能力的评价,用辣根过氧化物酶(HRP)标一记的酶联免疫分析中的应用以及药物分析等方面都发挥了重要作用;此外,人们也发现了一些新的鲁米诺发光反应的催化体系。
2.2 吖啶类化学发光体系吖啶类衍生物,包括吖啶、吖啶酯及其衍生物,是一类优良的标记试剂和发光试剂。
通过在吖啶环上9- 位的碳原子上链接具有特征结构的取代基,新的具有特殊性能的吖啶类化学发光标记试剂已广泛应用于生物和药物分析[4][5]。
尤其是吖啶酯化合物。
这类化合物只要在过氧化氢和碱存在下就迅速产生化学发光,且有很高的发光效率,如吖啶芳香酯的量子产率可高达0.05。
过氧化氢在C-9位发生亲电加成生成过氧化物,过氧化物经过过渡态二氧乙烷酮分解成激发态的N一甲基吖啶酮和CO2,前者返回到基态发出约430nm的光子。
吖啶酯也能通过不发光的途径分解生成最终产物N-甲基吖啶酮。
研究表明,分解历程受离去基团的性质、过氧化物的浓度、溶液pH值的影响。
离去基团共扼酸的pKa小于H2O2(pKa=12)的pKa时有较高的发光效率。
吖啶酯的化学发光量子产率比鲁米诺要高,是化学发光免疫分析和DNA发光探针中最重要的化学发光标记物,已广泛地用于多种传染疾病的灵敏检测和诊断。
2.3 1,2-二氧环乙烷类化学发光体系自1969 年Kopecky 和Mumford 合成1,2- 环氧乙烷以来,1,2-二氧环乙烷及其衍生物是一类重要的化学发光试剂。
通过选择环烷烃、苯基、蒽基、烷氧基等不同取代基修饰1,2- 二氧环乙烷,改变1,2-二氧环乙烷衍生物的发光和分解动力学性质, 1,2-二氧环乙烷类衍生物得到不断发展。
1,2-二氧杂环丁烷类化合物化学发光反应机理的研究不仅具有理论意义,也有实际意义。
主要在于许多化学发光反应和生物发光反应的中间体都涉及到氧杂四元环的生成,而这类化合物由于其结构上的简单性,十分有利于进行实验和理论探讨,其理论的发展必然深化对化学发光和生物发光本质的认识。
同时,这些研究手段也为其他化学发光反应的研究提供许多可供借鉴之处。
在分析化学也受到注意。
利用1,2-二氧杂环丁烷类化合物作为化学发光探针和标记物,由于其刚性结构可方便地通过控制温度而产生化学发光,从而获取某一点的信息。
根据发光位点的信息,就能实现对生物体系进行“原位”或“在位”(on-site)研究。
2.4 铈( IV) 化学发光反应体系在酸性介质中,Ce(IV)可以和许多物质发生氧化还原反应从而产生荧光特性或化学发光,利用该反应已经建立了一些化合物的测定方法。
何治柯等人发现铈(IV)可以氧化钌( II)2联吡啶从而产生比较微弱的化学发光现象,并且发现α-羟基羧酸、巴比妥酸、丙酮酸、抗坏血酸、盐酸小檗碱[6]等作为增敏剂,对该反应有显著的增强作用,其增强的强度跟被测物质的浓度成正比,据此建立起一系列测定有机酸的新方法。
并在此基础上提出了偶合化学发光机理,指出增强化学发光与有机酸结构的关系。
王园朝等[7]还研究了Ce(IV)在增敏剂Ru(phen)2+3存在时氧化SO2-3的化学发光特性,并用于测定葡萄酒中亚硫酸盐总含量,取得了满意结果。
在酸性介质中,铈(IV)还可以与某些含有巯基的化合物发生发光反应。
头孢类β-内酰胺抗生素、卡托普利、阿莫西林等有机化合物都可以在酸性介质中水解,产物中有巯基从而与铈(IV)可以产生弱发光,利用一些荧光物质如奎宁、吡哌酸、罗丹明B或罗丹明6G 等以及金属离子的增敏测定了如青霉胺、巯基酰甘氨酸、双氢克尿噻、氟罗沙星、头孢类β-内酰胺类抗生素、阿莫西林、吩噻嗪、氧乐果以及抗高血压药物卡托普利(巯甲丙脯酸) 等。
同时也可以利用某些物质对铈( IV) 发光体系的抑制作用进行测定. 如赵亚娟等人[8]发现尼莫地平对铈( IV) 与Na2 CO3化学发光体系的抑制作用,据此建立了测定尼莫地平的新方法。
以往测定亚硝酸根多用光度法、离子色谱法、荧光法等,前面这些方法多基于重氮化-偶联反应,所用试剂毒性较大,后者虽有较高灵敏度,但测定有色水样有困难。
2.5 钌( Ⅱ)联吡啶配合物化学发光体系钌( Ⅱ)联吡啶配合物也是常用的化学发光体系之一。
它具有独特的化学稳定性、氧化还原性和发光性。
在酸性介质中,Ru(bpy)32+被氧化剂氧化成Ru(bpy)33+,然后与还原分析物反应产生化学发光以检测这些还原分析物。
利用该体系可以检测二甲基亚硝胺、脯氨酸和四环素类等。
THONGPOON等[9]基于高氯酸存在下,Mn(Ⅱ)对头孢菌素族抗菌素- Ru(bpy)32++2KMnO4的化学发光反应的催化作用,建立了一种快速、灵敏检测甲氧噻吩头孢菌素、头孢菌素Ⅴ、头孢菌素Ⅳ、头孢羟氨下、氯氨下头孢菌素等6种头孢菌素族抗菌素的FI-CL新方法。
WEI等[10]利用Ru(bpy)32+-PbO2化学发光体系,检测了甲氧萘丙酸,线性范围为2×10-8~6×10-6 mol/L,检出限达l.0×10-8mol/L。
测定了甲氧萘丙酸和蛋白质间的键合常数和人血清白蛋白平衡液中的甲氧萘丙酸未键合片段。