化学发光及生物发光的原理及其应用(精)
化学发光技术原理及应用
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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。
化学发光分析和生物发光分析在医学检验中的应用
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化学发光分析和生物发光分析在医学检验中的应用化学发光分析是一种利用化学反应产生发光的分析方法。
它与其他分析方法相比具有高灵敏度、宽线性范围和较低检测限等优点。
在医学检验中,化学发光分析主要应用于药物浓度检测、肿瘤标志物检测、生化指标检测等方面。
首先,化学发光分析在药物浓度监测中发挥着关键的作用。
根据化学发光分析原理,通过测定药物产生的发光信号强度,可以准确测定药物在体内的浓度。
这对于临床医生调整药物剂量、监测药物疗效和副作用等具有重要意义。
例如,青霉素药物浓度检测是常见的应用之一,药物在血液样品中与含有发光底物的系统发生反应,并发出可测定的发光信号,进而确定药物浓度。
其次,化学发光分析在肿瘤标志物检测中具有广泛应用。
肿瘤标志物是指一些特定蛋白质、多肽或糖类,其在肿瘤形成和发展过程中会发生相应的变化。
通过检测肿瘤标志物的浓度变化,可以对肿瘤的诊断和疾病进展进行评估。
化学发光分析可以通过特定反应体系,使样品中的肿瘤标志物与发光底物结合,从而测定其浓度。
这种方法具有灵敏度高、准确性强的优势。
例如,CA125标志物检测在卵巢癌的诊断中被广泛应用,通过化学发光分析可以对CA125标志物进行测定,帮助医生判断病情。
最后,生物发光分析是利用生物体内发光反应产生的发光信号进行分析的方法。
生物发光分析主要通过测定生物发光反应的光强来确定需要分析的物质的浓度和活性。
在医学检验中,生物发光分析常用于病原体检测、DNA检测和免疫分析等方面。
生物发光分析在病原体检测中发挥重要作用。
通过使用特定的生物发光分析试剂盒,可以对多种常见的致病菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等进行快速检测。
这种检测方法不仅具有高灵敏度、快速和准确性,还可以提供特定病原体的定量结果。
此外,生物发光分析还可应用于基因检测和免疫分析。
例如,在基因检测中,可以使用荧光标记的探针进行基因突变的检测,通过测定发光信号的强度来确定是否存在基因异常。
在免疫分析中,可以通过测定免疫反应的特定生物发光信号来定量分析免疫指标的含量。
化学发光分析的原理及应用
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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。
生物化学发光技术的研究及其应用
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生物化学发光技术的研究及其应用生命是神秘的,而研究生命的过程也充满著惊喜。
在现代科学技术的快速发展下,新的工具和技术带来了前所未有的优势。
其中生物化学发光技术就是一个非常好的例子。
下面,我们将深入探讨这一生物化学技术的研究与应用。
一、生物化学发光技术的定义生物化学发光技术是一种利用生物体内的化学信号来进行外部信号检测的过程。
在这种技术下,活细胞或者组织获得外部信号刺激后,将在内部产生一系列的化学反应。
这些反应会使得某些特定的分子或者化学物质的数量上升,从而激发一连串的信号传输过程,最终导致生物发出光信号或荧光。
这种技术可以用于多种生物体内的化学活动的研究,尤其是在神经科学和癌症研究领域中应用最为广泛。
二、技术的研究与发展生物化学发光技术的发展历程可以追溯到20世纪50年代初期,当时的科学家发现照射珍珠贝壳的片段时,具有自发的发光现象。
随着对于该现象的研究发现,珍珠内的荧光物质是由一种名叫琥珀酸酯酶的酶与琥珀酸化合物协同作用产生的。
这个过程需要三个特殊的成分: 琥珀酸酯酶、琥珀酸和 ATP。
随着科技的进步,科学家们利用琥珀酸酯酶在活体细胞内标记琥珀酸酯,然后照射光源。
这样可以检测出带有琥珀酸酯的生物分子是否负责发送信号。
进一步的研究发现,琥珀酸酯酶可以转化多种不同的琥珀酸盐,从而促进荧光信号的发射。
此后,研究人员也探索了其它荧光物质与发光机理,进一步开启了生物化学发光技术的探索之旅。
三、技术的应用举例在癌症研究方面,生物化学发光技术的应用尤为广泛。
例如,在研究肿瘤靶点药物的时候,要求药物只能被癌细胞甚至是某种特定的细胞表达的蛋白所识别。
因此科学家们要开发方法以区分这些癌细胞从非癌细胞中分离出来。
生物化学发光技术可以在此过程中提供帮助。
科学家们通过发现在癌细胞中的特定信号分子来基于生物化学发光技术进行测量,这些信号分子可以区分癌细胞和非癌细胞。
在神经科学中,生物化学发光技术也是一个非常重要的工具。
如大脑中多巴胺的检测,多巴胺在大脑的主要作用是行为激励和奖励系统,本质上形成实现行为奖赏和习惯性行为的神经元到神经元之间的联系。
化学发光原理及其在分析化学中的应用
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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。
生物发光及应用
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生物发光及应用生物发光是指某些生物自身能够发出可见光的现象。
发光的生物被称为发光生物,它们可以通过化学反应、生物发光器官或其他发光机制产生光线。
生物发光在自然界中广泛存在,并且已经被应用于许多领域,包括科学研究、医学、生物技术和环境保护等。
下面就生物发光的原理、发光机制以及应用进行具体介绍。
生物发光的原理及发光机制:生物发光的原理是在生物体内产生光化学反应,这一过程被称为生物发光反应。
其主要基于以下三个必备的要素:底物(发光底物)、酶(发光酶)和共因子(发光共因子)。
发光底物是发光反应的基础,它通过生物体内的代谢途径产生,例如产生荧光素。
发光底物在发光过程中与酶和共因子发生反应,最终转化为能量释放的光子。
发光酶是生物体内的一类酶,它能够催化发光底物和共因子之间的反应。
发光酶的活性决定了发光强度和发光时间,不同的发光酶有不同的着色和光谱特性。
发光共因子是参与到发光底物的氧化反应中的一种物质。
它能够接收电子并激发电子到一个高能级,随后电子会返回基态并释放出光子,从而产生光。
生物发光的机制具体分为两种:生物化学发光和生物机械发光。
生物化学发光是指通过某些生物体内的化学反应产生发光。
最著名的生物化学发光机制是通过氧化酶(例如琥珀酶)使得酶底物发生氧化反应,从而释放能量。
这种氧化反应产生的化学能量激发酶底物进一步发生其他反应,最后转化为光能。
这种发光机制被广泛应用于生物技术研究、分子生物学和生物成像等领域。
生物机械发光是指通过生物发光器官的特殊结构和运动产生发光。
例如发光水母通过体内特殊的细胞器官(发光细胞)的收缩运动产生光。
生物机械发光被广泛应用于海洋生物研究、光学材料和光学器件的制备等领域。
生物发光的应用:1.科学研究:生物发光被广泛应用于生物学、分子生物学和生物技术研究中。
通过标记不同发光物质的生物分子,研究人员可以追踪这些分子的运动和相互作用,以深入了解生物体内的生命过程。
此外,生物发光还可以用于检测和测量特定化学物质的含量和活性。
化学发光的原理及其应用
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化学发光的原理及其应用1. 原理介绍化学发光是一种由化学反应产生的发光现象。
它基于分子发生激发态到基态的跃迁,释放出能量的过程。
在发光的反应中,化学物质通过吸收能量,激发到高能激发态,随后返回到稳定的基态,释放出能量并产生光。
2. 发光机理化学发光的发光机理可以分为化学发光和生物发光两种类型。
2.1 化学发光化学发光是利用化学反应产生的化学能转化为光能而发出亮光的一种现象。
化学发光反应通常包含发光物质、触发剂和基质三个组成部分。
当触发剂和发光物质在适当的反应条件下混合时,触发剂将被激活并释放能量,激发发光物质的电子跃迁。
通过电子的跃迁和复合,化学反应产生的能量转化为光能,从而产生发光现象。
2.2 生物发光生物发光指的是许多生物体能够通过化学反应产生光的能力。
生物发光主要由生物发光物质、生物催化剂及其他辅助物质组成。
生物发光通常发生在生物体的特定器官或细胞中,通过生物体代谢产生的反应,激活发光物质并产生光。
生物发光在生物学研究和医学诊断中具有重要的应用价值。
3. 化学发光的应用3.1 生物医学领域化学发光在生物医学领域具有广泛的应用。
例如,在免疫分析中,通过标记抗体或抗原与化学发光物质结合,可以实现对疾病标记物的高灵敏度检测。
化学发光技术还可以应用于基因检测、蛋白质表达研究、细胞成像等方面,为生物医学研究提供了有力的工具。
3.2 环境监测化学发光技术在环境监测中也有应用。
例如,通过化学发光分析技术可以检测水体中的重金属离子、有机物等有害物质。
化学发光还可以应用于空气质量监测和土壤污染监测等方面,提供了一种高灵敏度、高选择性的检测手段。
3.3 安全领域化学发光技术在安全领域具有重要的应用。
例如,荧光标记剂和荧光染料的应用可以增加产品的溯源性和反伪造性,保护消费者的利益。
化学发光技术还可以应用于火灾自动报警系统、防伪标签等安全设备的制造中,提高了安全性和可靠性。
3.4 光电子器件化学发光技术在光电子器件领域也有应用。
生物发光现象的原理及应用
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生物发光现象的原理及应用生物发光现象是指生物体产生并发出光的现象。
这种现象常见于微生物、植物和动物中的一些特定器官或细胞中。
从物理学角度看,生物发光是由于化学能转化为光能而产生的,而这种化学能主要来自于氧化还原反应。
本文将从生物发光的原理、种类和应用等方面进行讨论,以期让读者更深入地了解这个神奇的现象。
一、生物发光的原理生物发光的原理可以用一个简单的氧化还原反应来描述。
典型的例子就是萤火虫的发光现象,其发光原理可以描述为:萤火虫体内的荧光素与 ATP 在存在 Adenylpyrophosphate(PP<sub>i</sub>) 或 Mg<sup>2+</sup> 离子的催化下发生氧化反应,产生荧光素的激发态,使荧光素从基态跃迁到激发态,同时释放出光线和 CO<sub>2</sub>,从而显示出绿色光。
这个过程可以用下面的公式表示:荧光素+ ATP + PP<sub>i</sub> + O<sub>2</sub>@→ 荧光素激发态 + AMP + PP<sub>i</sub> + CO<sub>2</sub> + 光其中,“@”符号表示催化剂,AMP 表示腺苷酸,PP<sub>i</sub> 表示无机焦磷酸盐。
由此可见,生物发光过程中主要涉及两种化学物质,即荧光素和 ATP。
荧光素是一种发光色素,有着一定的化学稳定性,在荧光素参与的反应中,荧光素会从基态跃迁到激发态,同时释放能量,并产生可见光。
对于 ATP,则是提供能量的来源,ATP 所含的磷酸键可以可逆地断裂和形成,这种化学反应释放的能量也被用来激发荧光素和驱动其他生物发光过程。
二、生物发光的种类生物发光可以归纳为两种类型:外源性发光和内源性发光。
外源性发光是由于微生物与外部有机物接触而导致的,它通常不引起人们的注意,因为它发生在常温下,亮度也很微弱。
化学发光原理及应用(精)
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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
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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。
五大化学发光标记材料原理详解及检测应用
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化学发光及生物发光的原理及其应用第一部分概述化学发光 (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。
化学发光的原理及应用
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化学发光的原理及应用1. 原理介绍化学发光是指在化学反应过程中产生可见光的现象。
它基于化学反应中的能量释放,通常是由化学反应的激发态分子回到基态释放能量所导致的。
化学发光的原理可以归结为以下几种机制:•化学荧光:某些物质在光激发下,荧光基团由激发态回到基态,发射出可见光。
•化学发光:某些物质在氧化还原反应中,高能态中间体经历电子转移过程,产生激发态,再由激发态转入基态,释放出能量的同时发出可见光。
•化学发光离子对:通过两种不同的化学物质的反应,生成高能态的化学发光离子对。
2. 应用领域化学发光在许多领域都有广泛的应用,以下列举了其中一些典型的应用领域:2.1. 生命科学研究在生命科学研究中,化学发光被广泛用于细胞成像、蛋白质检测、核酸杂交等实验中。
这些应用基于特定的化学发光体系,如荧光染料和生物标记物,可以通过化学反应的方式实现相应的发光信号。
2.2. 医学诊断化学发光在医学诊断领域被广泛应用于免疫分析、生物传感器和分子诊断等方面。
通过将荧光标记的抗体与靶分子结合,然后通过特定的化学反应释放出发光信号,可以对某些疾病标志物进行快速准确的检测。
2.3. 环境监测化学发光也可以应用于环境监测领域,用于检测水体中的污染物。
例如,通过将特定的化学荧光探针引入水样中,当探针与目标污染物发生反应时,产生化学发光信号,从而可以快速准确地检测水体中的污染物浓度。
2.4. 安全防护化学发光在安全防护领域也有应用。
例如,在夜间或黑暗环境中,荧光标志和荧光涂料可以发出可见光,起到警示和导引作用。
此外,化学发光材料还可以作为紧急逃生的照明装置,提供照明供人们辨别方向和逃生。
3. 化学发光的优势与展望化学发光具有许多优势,使其在各个应用领域广泛使用。
以下是其主要优势:•高灵敏度:化学发光可以通过专门设计的化学荧光探针和信号放大技术,达到极高的灵敏度,能够检测到极低浓度的目标分子。
•高选择性:由于化学发光反应的特异性,可以实现对目标物质的高度选择性识别,避免干扰物质的影响。
化学发光的原理与应用
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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。
化学发光原理和生物发光技术
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化学发光原理和生物发光技术化学发光原理和生物发光技术是两个不同方向的研究领域,但它们都在某种程度上涉及到发光现象。
化学发光原理主要研究化学反应过程中,某些化学物质能够通过放出能量的方式,发出可见光或紫外线。
而生物发光技术则主要研究一些生物体内能够产生发光效应的组织、酶或者生物分子,并从这些发光现象中探索生命活动的奥秘。
化学发光原理有着广泛的应用,可以用于照明、光电显示和发光材料等方面。
例如,火柴的头会因为内含的磷酸盐和氧化剂等物质引起化学反应而发光燃烧,这就是最常见的化学发光现象之一。
但是,最典型的化学发光反应则是芳香族上引入氧化物基团和红色荧光基团来制造荧光素。
因此,荧光素自然也成为了化学发光领域中的基础物质之一。
生物发光技术的应用远比化学发光原理更加广泛和重要。
事实上,许多生物体都能够产生特定的生物发光效应,例如萤火虫在发出明亮的绿色光线时,就是一种最为常见和著名的生物发光现象。
而在自然界中,许多海洋生物也拥有发光的能力,如关节虫、蝎角蝶、深海八爪鱼等,它们发光的原理和机制都是不尽相同的。
对于萤火虫而言,发光过程是由荧光素(Luciferin)、辅酶A (CoA)、氧化剂和生物催化酶Luciferase等物质参与的。
荧光素被施加一定的能量后会进入激发态,然后经过Luciferase的催化作用,释放出能量并发出光线。
而在一些水生动物的发光过程中,则是由一种叫做生物发光素(Photoprotein)的蛋白质来实现的。
生物发光素带有荧光基团,当它们受到某个因素的刺激后,便会分解的一部分生物发光素产生荧光基团激发态,通过还原反应产生能量并发出光线。
生物发光技术的应用可以广泛应用到医学、生物学、环保、食品、农业、生物工程等多个领域。
例如,通过利用基团特异性的反应,科学家能够将荧光素和生物分子相结合,制造一种叫做荧光蛋白的生物分子,而荧光蛋白则可以被广泛应用到生命科学领域中的食品检测、工业分析、医学诊断和研究等方面。
化学发光原理及应用
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化学发光原理及应用发光是一种人们非常熟悉的现象,我们经常会看到夜空中闪烁的星星,生物体的闪光、萤火虫的闪光等等。
这些光都是自然界提供的发光现象,它是由于物质的能量跃迁产生的辐射所造成的。
但是,随着科技的发展,人们也开始能够自己制造发光现象。
其中,化学发光就是其中之一,它不仅在科学研究中拥有重要的地位,还在工业生产和日常生活中得到了广泛应用。
一、化学发光原理化学发光是在一定的化学反应过程中发生的一种放射性现象。
化学发光现象有两种方式:一种是通过与外部光源激发而产生的化学荧光,另一种则是通过化学反应而产生的化学发光。
化学发光的原理是能量转换的过程:化学能量被转化成电能和光能。
在产生化学发光的反应中,反应物的电荷状态发生变化,能量被释放出来,原子的电子发生跃迁,从高能级跃迁到低能级时,产生了能量的释放,能量的释放则以光的形式发出。
在发光反应中,一般有两种物质参加,即荧光基和发光基。
荧光基一般是一个能够吸收外界电磁波辐射而发出光的分子;而发光基是指能够在激发下通过氧化还原反应或反应离子之间的交换而释放能的化合物。
这两种物质结合在一起,就会产生化学反应,从而产生化学发光现象。
二、化学发光的应用化学发光在日常生活、医疗、生态环境监测等领域得到了广泛的应用,下面谈谈它的一些应用。
1、化学发光在荧光照明中的应用荧光照明是一种以炭化物、氮化物和氧化物为主要活性物质的人工照明系统。
它以化学反应为基础,通过发光材料与电子束或紫外线的激发而实现照明的效果。
与传统的白炽灯和其他类型的荧光灯相比,荧光照明技术具有更低的能源消耗和更长的使用寿命。
2、化学发光在生物制剂研究中的应用生物制剂是一种独特的药物,它是从生物体中提取的一种高分子化合物,常常用于人类疾病的治疗。
生物制剂的研究中需要大量的生物检测,而化学发光技术在生物检测方面的应用则是非常重要的。
例如,可以使用化学发光技术来检测一些特定生物分子,如酶、免疫球蛋白等。
3、化学发光在环境监测中的应用环境监测是一项重要的任务,它可以检测大气、水、土壤等环境因素中存在的污染物,化学发光技术在环境监测中也有较广泛的应用。
化学发光技术的原理和应用
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化学发光技术的原理和应用化学发光技术是一种利用化学反应产生的光子来实现物体发光的技术。
它利用某些特殊物质在某些条件下发生化学反应时会放出能量的原理,将某些特定物质加入到被检测物中,通过观测物体发出的光信号来实现对物质的检测和分析。
化学发光技术在多个领域得到了广泛应用,如环境监测、药物研发、生物医学等。
化学发光技术的基本原理是化学反应能量产生和激发态退激发释放的光子能量相等的能量平衡原理。
首先,在化学反应中,反应物分子失去化学键能或者电子的激发能产生化学反应能量,也称为激发能。
而这些激发能大部分都被用于使反应物的分子转化到更稳定的它们的低能量分子状态中,剩下的激发能则转化成光子形式的能量释放出来,也就是所谓的发光。
从能量守恒的角度来看,化学反应中产生的发光能量必须与系统中耗散的激发能相等。
在化学反应产生发光的实现过程中,可以选择两种策略。
一种是利用激光器和荧光信号放大器,对分子中的荧光分子进行激发,使相继排列并能吸收同样频率的激光的分子之间发生跳跃,这些分子在吸光子时会处于激发态,而在退激态时就会产生发光,这就是荧光标记或间接发光。
而另一种则是直接观察样品的发光信号,即直接发光。
此种方法常用于生物体外近红外成像(NIR imaging)中,探测深度和分辨率高,且对组织破坏很少。
化学发光技术的应用范围非常广泛,第一是环境监测领域。
可以利用化学发光技术来检测空气和水中的有毒有害物质,如汞、铅、铊、氟等,对环境进行监测和预警。
二是在药物研发中,利用化学发光技术可以快速、高效地检测各种药物对靶蛋白的互作情况,优化药物配方,提高药物疗效。
三是在生物医学领域,化学发光技术可以用来检测某些特定生物分子,如细胞膜的糖蛋白,以及某些特定癌细胞分子等。
值得注意的是,化学发光技术的应用还会涉及到一些复杂的技术和方法。
例如,在研究蛋白质修饰中如磷酸化等修饰的结果的时候,常用的化学发光技术是以下一些诸如Western Blotting等的技术把大量的蛋白样品从复合物中分离并检测。
化学发光与生物发光..
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一、化学发光
(二)化学发光的应用
1、化学发光分析
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。
多酚类物质对该体系的化学发光有增强作用
3)、高锰酸钾(KMnO4)发光体系
KMnO4 – 还原剂 CL体系
KMnO4 + Red — Intermediate (激发态) 直接CL Fluorophore Fluorophore (激发态) — 间接CL
还原剂:氨基酸、SO2、碘、药物、毒品等具有还原性的物质
2、化学发光的过程
1)、化学发光满足的条件 a、该化学反应必须提供足够的激发能,使电子能 从基态跃迁至激发态。 b、化学反应的能量至少能被一种物质所接受并生 成激发态。 c、处于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 个分子使之处于激发态并释放出光子。
2)化学发光的基本类型
图1 柠檬酸三钠–Ce(Ⅳ)-吐温80流动注射化学发光体系流程
4、化学发光分析的特点
优势性:
不需要外部光源:
低了噪声,提高了信噪比。 灵敏度高(通常可达ng级或pg级)。 线性范围宽(通常可达三个数量级)。 设备简单、分析快速、易实现自动化。
消除了入射光的干扰(瑞利散射和拉曼散射)。 克服了光源不稳定而导致的波动的缺点,降
2)、高碘酸钾(KIO4)发光体系 化学发光原理-活性氧中间体型
ˉ + O2 + 2 OH ˉ IO4 O2ˉ + CO32 ˉ 4 O2ˉ + 4 H2O (O2)2* 2 CO3ˉ ˉ + H2O 2 O2 ˉ + IO3 CO3ˉ + O22 ˉ (1) (2) (3) (4) (5) (λ = 430 ~ 450 nm) (6)
生物发光原理与应用
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生物发光原理与应用生物发光现象是一种自然界中非常神奇的现象。
生物体在无需外部光源的情况下能够发出独特的发光信号,这种现象被广泛应用于生物学研究、医学诊断与治疗、环境监测等领域。
本文将深入探讨生物发光的原理与应用。
一、生物发光原理生物发光是一种化学反应,即生物体内一些化学物质通过酶催化反应而产生。
主要的生物发光方式有两种:生物荧光和生物化学发光。
这两种发光方式都依赖于一种特殊的化学反应系统,即荧光素-酶催化体系。
1. 生物荧光对于生物荧光来说,最常见的例子就是孔雀石蛋白和荧光蛋白。
在这些生物体内,荧光蛋白与荧光素结合,并且只有特定的激发光波长下,才能发出荧光。
这种荧光信号可以用来追踪生物体内的化学反应进程,以及检测不同细胞和组织中的代谢活动。
2. 生物化学发光与荧光不同,生物化学发光是一种常见于昆虫、鱼类和微生物等生物体内的发光方式。
生物化学发光依赖于一种特殊的化学物质,即荧光素或荧光素类似物。
在存在特定的酶催化情况下,荧光素会与其他分子发生氧化反应,从而释放出能量,进而以光的形式发射出来。
这种发光方式在夜光昆虫中尤为突出,这些昆虫通过发光来吸引异性或迷惑天敌。
二、生物发光应用生物发光作为一种特殊的现象和信号,在科学研究和应用领域有着广泛的应用价值。
1. 生物学研究生物发光作为一种天然的荧光标记,在生物学研究中发挥了重要作用。
通过基因工程技术,科学家们成功研究出多种能够发光的荧光蛋白,并将其广泛应用于细胞内标记和定位、蛋白质相互作用研究以及基因表达调控等领域。
这些研究帮助我们更好地了解生物体内部的机制和功能。
2. 医学诊断与治疗生物发光在医学诊断中有着重要的应用价值。
例如,荧光素酶标记法是一种常用的免疫检测方法,可以应用于肿瘤标记物检测、传染病诊断和药物筛选等方面。
另外,生物发光还可以用于光动力疗法,该疗法利用特殊荧光素的发光产生的氧化反应,达到杀死肿瘤细胞或病原体的目的。
3. 环境监测生物发光在环境监测中也有着一定的应用前景。
化学发光及生物发光的原理及其应用
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化学发光及生物发光的原理及其应用点击次数:291 发表于:2008-08-24 01:39转载请注明来自丁香园来源:丁香园一、发光物质的类型(一)无机化合物化学发光分析1、金属离子分析痕量金属离子对化学发光反应具有很好的催化作用,因而化学发光测定金属离子得到广泛的应用( 见表1) 。
但是,由于不同金属离子催化氧化发光试剂时,发光光谱相同,致使金属离子催化化学发光反应的选择性较差。
为提高分析的选择性,可采用以下方法: (1)利用待测金属离子与干扰离子配合物稳定性不同进行选择性分析,如加入掩蔽剂EDTA 或水杨酸掩蔽干扰离子; (2) 优化实验条件以减少其它离子的干扰; (3) 稀释样品溶液; (4) 加入敏化剂。
但是,当样品中待测物相对于干扰物浓度很小时,上述方法也无济于事,只得进行前处理,常用的分离方法有色谱、溶剂萃取等。
色谱分离的高选择性与化学发光检测的高灵敏度相结合,是一种很有前途的联用技术。
关键是流动相的选择,流动相选择得好,不仅可以提高选择性,还可以进行多个离子的同时测定。
如用离子交换分离法同时测定Cr (à) 和Cr (? ) 。
溶剂萃取也是提高化学发光测定金属离子选择性的一个有效方法。
这种方法的主要问题是费时,因为进行化学发光检测前必须将无机物从有机溶剂中反萃取出来,或是将有机溶剂蒸发除去。
较好的方法是自动在线溶剂萃取选择性检测待测物。
2、其它无机化合物的分析化学发光反应中,过氧化氢是最常用的一种氧化剂,因此有关H 2 O 2 化学发光分析的报道较多( 见表2) ,涉及到鲁米诺、过氧草酸酯及光泽精等化学发光反应。
根据鲁米诺化学发光反应制成的H2O 2 光纤传感器与流动注射法联用,可检测10nmo l /L ~1 mmo /L 的H 2 O 2 ,用模拟酶代替辣根过氧化物酶催化鲁米诺发光,检测限可达5 . 5×10 -9 mo l /L 。
根据ClO - 对鲁米诺的氧化作用,可用于测定ClO - ,其它物质如Cl 2 的干扰,可用流动注射法消除。
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化学发光及生物发光的原理及其应用第一部分概述化学发光 (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 ~ 300KJ / 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。
到目前为止,所研究的化学发光反应大多为氧化还原反应,且多为液相化学发光反应。
化学发光反应的发光效率是指发光剂在反应中的发光分于数与参加反应的分子数之比。
对于一般化学发光反应,值约为 10 - 6 ,较典型的发光剂,如鲁米诺,发光效率可达 0 . 01 ,发光效率大于 0 。
01 的发光反应极少见。
现将几种发光效率较高的常用的发光剂及其发光机理归纳如下。
1. 鲁米诺及其衍生物鲁米诺的衍生物主要有异鲁米诺、 4—氨基已基—N 一乙基异鲁诺及 AHEI 和 ABEI 等。
鲁米诺在碱性条件下可被一些氧化剂氧化,发生化学发光反应,辐射出最大发射波长为 425nm 的化学发光。
在通常情况下鲁米诺与过氧化氢的化学发光反应相当缓慢,但当有某些催化剂存在时反应非常迅速。
最常用催化剂是金属离子,在很大浓度范围内,金属离子浓度与发光强度成正比,从而可进行某些金属离子的化学发光分析,利用这一反应可以分析那些含有金属离子的有机化合物,达到很高的灵敏度。
其次是利用有机化合物对鲁米诺化学发光反应的抑制作用,测定对化学发光反应具有猝灭作用的有机化合物。
其三是通过偶合反应间接测定无机或有机化合物。
其四是将鲁米诺的衍生物如异鲁米诺 (ABEI) 标记到羧酸和氨类化合物上,经过高效液相色谱 (HPLC) 或液相色谱 (LC) 分离后,再在碱性条件下与过氧化氢-铁氰化钾反应进行化学发光检测。
也可以采用其它分离方法,如将新合成的化学发光试剂异硫氰酸异鲁米诺标记到酵母 RNA 后,通过离心和透析分离,然后进行化学发光检测。
此外应用的还有 N 2(B2 羧基丙酰基 ) 异鲁米诺,并对其性能进行了研究。
2 .光泽精光泽精以硝酸盐的形式存在,在碱性介质中,过氧化氢将其氧化成四元环过氧化物中间体,而后裂解生成激发态的吡啶酮而发光。
利用光泽精与还原剂作用,可用于测定临床医学上一些重要的还原性物质,如抗坏血酸、肌酸酐、谷胱甘肽、葡萄糖醛酸、乳糖、葡萄糖。
3 .洛粉碱洛粉是文献上记载最早的化学发光试剂,但却迟迟未得到应用,直到 1979 年 Marino 等人将它应用于 Co 的测定后才得到重视。
此试剂已被用于多种元素的分析测定。
4 .过氧化草酸酯类草酸盐类化学发光反应大都生成过氧草酰 (Peroxalate) 中间体,因此这类反应亦称过氧草酰类化学发光反应。
过氧草酸盐类化学发光分析应用的推广还有赖于新的荧光衍生试剂的开发。
5 .吖啶酯类McCap r 等合成了一系列吖啶酯类化合物,对该类试剂的化学发光机理研究表明,发光效率与试剂中的可解离酸性基团的 pKa 有密切关系, pKa 一般应小于 11 。
吖啶酯类化合物是一类很有前途的非放射性核酸探针标记物,用作 DNA 的发光探针,发光量子产率高,稳定性好,标记物对杂交反应的动力学和杂交体的稳定性无影响,可以直接在碱性介质中进行化学发光反应。
以上五种化学发光剂化学发光量子产率高,水溶液稳定,能被多种氧化剂直接氧化而发光,也可被众多的金属高于催化发光反应而发光,许多无机、有机和生化组分也能增强或抑制其发光,因此应用十分广泛。
目前报道的有邻菲咯啉,碱基水杨酸、罗明丹—B 、没食子酸、香豆素、皮素,茜素紫、苏木色精,培花青,三苯甲烷类染料,丙酮、乙醇、羟胺等。
这些试剂商品化程度高,价廉,使用方便,但化学发光量子产率较低,因此,研究增敏试剂来提高它们的化学发光量子产率是非常关键的。
第三部分化学发光的应用•无机化合物化学发光分析1.1 金属离子分析痕量金属离子对化学发光反应具有很好的催化作用,因而化学发光测定金属离子得到广泛的应用 ( 见表1) 。
但是,由于不同金属离子催化氧化发光试剂时,发光光谱相同,致使金属离子催化化学发光反应的选择性较差。
为提高分析的选择性,可采用以下方法 : (1) 利用待测金属离子与干扰离子配合物稳定性不同进行选择性分析,如加入掩蔽剂 EDTA 或水杨酸掩蔽干扰离子 ; (2) 优化实验条件以减少其它离子的干扰 ; (3) 稀释样品溶液 ;(4) 加入敏化剂。
但是,当样品中待测物相对于干扰物浓度很小时,上述方法也无济于事,只得进行前处理,常用的分离方法有色谱、溶剂萃取等。
色谱分离的高选择性与化学发光检测的高灵敏度相结合,是一种很有前途的联用技术。
关键是流动相的选择,流动相选择得好,不仅可以提高选择性,还可以进行多个离子的同时测定。
如用离子交换分离法同时测定Cr (à ) 和 Cr (? ) 。
溶剂萃取也是提高化学发光测定金属离子选择性的一个有效方法。
这种方法的主要问题是费时,因为进行化学发光检测前必须将无机物从有机溶剂中反萃取出来,或是将有机溶剂蒸发除去。
较好的方法是自动在线溶剂萃取选择性检测待测物。
1.2 其它无机化合物的分析化学发光反应中,过氧化氢是最常用的一种氧化剂,因此有关 H 2 O 2 化学发光分析的报道较多 ( 见表2) ,涉及到鲁米诺、过氧草酸酯及光泽精等化学发光反应。
根据鲁米诺化学发光反应制成的 H2O 2 光纤传感器与流动注射法联用,可检测 10nmo l / L ~ 1 mmo / L 的 H 2 O 2 ,用模拟酶代替辣根过氧化物酶催化鲁米诺发光,检测限可达 5 . 5×10 - 9 mo l / L 。
根据 ClO - 对鲁米诺的氧化作用,可用于测定 ClO - ,其它物质如 Cl 2 的干扰,可用流动注射法消除。
利用停流技术测定水中 ClO - 不必进行前处理。
含氮的无机化合物如 NH3 / NH +4 ,可将其衍生后用 TCPO 化学发光法检测,线性范围为 2 。
9ug / L ~ 6 m g / L 。
CN -能抑制鲁米诺 H 2 O 2 - Cu (II ) 的化学发光,据此可分析测定 CN —。
在低温条件下化学发光分析测定 CN -,当进样量为 100uL 时,线性范围为 10 - 9 - 10 -7 g /mL ,当进样量 20 uL 时,线性范围为 10 - 8 ~5×10 -7 g / mL 。
•有机化合物的化学发光分析2.1 有机酸有机化合物的同系物结构和性质相似,使单一组分的测定遇到困难,因此有机化合物同系物的分析常与HPLC 相结合。
有机酸的化学发光分析 ( 见表 3) ,一般是先将其衍生成荧光物质经色谱分离后进行化学发光检测。
但衍生法有如下的缺点 : (1) 衍生反应不完全 ; (2) 衍生物稳定性差,要求及时检测 ; (3) 限制了分离方法和条件的选择。
由于衍生产物的性质与待测物不同,导致分离效率和分辨率下降,同时增加分析的时间和劳动强度。
在临床医学上,草酸是一个重要的检测项目,可以直接用氧化化学发光反应测定尿液和草酸二乙酯中的草酸盐及游离的草酸。
另外还可以测定苯酮尿症病人的尿液的苯丙酮酸的含量,方法是先在碱性条件下将苯丙酮酸氧化成 1 , 22 二氧杂环丁烷类化合物,然后裂解产生化学发光。
另外可以将 Fe ( III )草酸配合物光解得到 Fe (II ) ,催化鲁米诺-过氧化氢化学发光反应,此法线性范围为 0 . 1 ~ 100uM 。
此外酶联偶合反应也可以用于某些有机酸的化学发光分析。
2.2 有机碱胺类化合物第一离子化电势呈如下规律 : 伯胺 > 仲胺 > 叔胺,并随碳链增长,离子化电势逐渐下降,因此叔胺化合物的检测限较低,达 0 . 28 pM 。
胺类化合物的分析 ( 见表 4) ,较多的是经柱前衍生生成荧光衍生物,分离后用过氧草酸盐化学发光体系检测,也可将其生成希夫碱或其它产物氧化而发光。
有些碱如肾上腺素等可直接氧化而发光。
通常有一个经验规则,假如一物质具有荧光或其反应产物有荧光,该物质一般可发生化学发光反应,但也有例外。
嘌呤碱是核酸的基础物质,因此对嘌呤碱的分析测定将推动DNA 分析方法的发展。
在酸性醇液中腺嘌呤与苯甲醛反应,然后用过氧化氢氧化反应产生化学发光,此法具有很好的选择性,线性范围为 1 . 5×10 - 7 ~5 . 0×10 - 7 M ,用此法测定鸟嘌呤灵敏度比荧光法高 20 倍。
2.3 氨基酸氨基酸分析方法的改进有利于推动生物技术、基因工程、 DNA 重组和基因克隆等的发展。
由于绝大多数氨基酸没有内源荧光特性,因此用过氧草酸盐体系测定氨基酸需将其衍生成荧光物质,但此法避免不了衍生法所固有的缺点。
此外亦可通过测定氨基酸与氨基酸氧化酶反应产生的过氧化氢来测定氨基酸的含量,如 L 2 氨基酸经反相色谱柱分离后流经 L 2 氨基酸氧化酶反应器产生过氧化氢,然后用过氧草酸盐体系检测。