化学发光与生物发光..

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)
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。
化学发光分析测定的物质对象可分为三类：
第一类物质是化学发光反应中的的反应物； 第二类物质是化学发光反应中的催化剂，增 敏剂或抑制剂; 第三类是偶合反应中反应物，催化剂，增敏 剂等。
a、直接发光 是指被测物质为反应物直接参与化学反 应，利用自身化学反应释放的能量激发产 物分子的光辐射。可用反应式表示为： A+B → C*+D， C* → C+hv 这类化学发光反应最多和最普遍，多数有 机物分子在液相中的化学反应属于这一类 型。
b、间接发光 是指某些化学反应中的由于激发态产 物本身不发光或发光十分微弱，但通过加 入某种能量接受体（荧光剂）可导致发光。 反应式为： A+B → C*+D, F+C* → F*+C, F* → F+hv C为能量给于体，F为能量接受体。
鲁米诺的发光机理是
OXIDANT *
3-APA
BASE
h
luminol
+
3-Aminophthalate
氧化剂: H2O2 O2 KMnO4 NaClO
I2
催化剂: 过氧化酶 氧化血红素 过渡金属离子(Cu2+ 、Mn2+、Co2+、 V4+、Fe2+、 Fe3+、 Ni2+、Ag+、Au3+、Hg2+ etc.)
局限性：方法选择性较差、发光体系相对较少、仪器
商品化不够
5、化学发光法的应用
1）无机化合物化学发光分析
a、金属离子分析
b、其他无机化合物的分析
2）有机化合物化学发光分析
a、有机酸
b、有机碱
c、氨基酸
d、糖类
e、类固醇类脂
f、药物
3）化学发光在生物领域的应用
血浆和血清的化学发光
* *

氧分子对的发射： 490 ~ 500 nm CO2双分子发射： 430 ~ 450 nm
nanogold
(O2)2* + 2 H2O2 + 4 OH ˉ (λ = 490 ~ 500 nm)
2 O2 + hν (CO2)2* + O22 ˉ 2 CO2 + hν
nanogold
(CO2)2*
内容提纲
一、化学发光 （一）、化学发光的基本原理 （二）、化学发光的应用
二、生物发光 （一）、生物发光的原理与特点 （二）、生物发光的分类
一、化学发光
（一）化学发光的基本原理
1、化学发光的定义 某些物质在进行化学反应过程中，由于吸收了反 应产生的化学能而被激发，从激发态返回基态时，发 射出一定波长的光，这种吸收化学能使分子发光的过 程称为化学发光(chemiluminescence) 。
2、常见的一些化学发光体系
主要的化学发光体系 鲁米诺化学发光体系 吖啶酯类化学发光体系 过氧化草酸酯类化学发光体系 无机物化学发光体系 碱性高碘酸钾 酸性高锰酸钾 酸性硫酸铈 稀土配合物(中性) 其他化学发光体系
1）、鲁米诺 (luminol)化学发光体系
鲁米诺（ 3-氨基苯二甲酰肼）其结 构是为
3、 化学发光分析仪
IFFM-E型流动注射化学发光分析仪（西安瑞迈分析仪器 有限公司）。
ml/min Cit Organic compounds Computer H2 O Tween-80 Flow CL cell PMT Power Supply and Amplifier
Ce（Ⅳ）
Peristaltic pump Waste
量子产率不高，可以加入强还原 性物质增强体系灵敏度
可以测定化学需氧量
4）、铈（Ce）发光体系
高价铈 Ce (IV)的发光体系
Ce（Ⅳ）是一种强的氧化剂，Ce（Ⅳ） 在氧化亚硫酸盐等还原性物质可产生微弱的 化学发光，因此可以利用此体系直接测定相 关的化合物。一般认为Ce（Ⅳ）被还原时， 产生激发态的Ce（Ⅲ）*，这个激发态同样 的既可以跃迁到基态而发光，也可以将能量 转移给共存荧光而发光。荧光物质（如罗丹 明B、罗丹明6G、喹啉等）、表面活性剂 （如吐温20、吐温80等）来增敏Ce（Ⅳ） 的化学发光。