化学发光剂.ppt

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（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。 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。 化学发光反应机制 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。 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。 2.化学发光效率和发光强度 化学发光效率： 化学效率： 发光效率： 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。 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)： 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，常用已知时间内的发光总强度来进行定量分析。 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 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。 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。 鲁米诺发光原理 合成 3-硝基邻苯二甲酸 + 肼 H2O + 3-硝基邻苯二甲酰肼 保险粉(强还原剂） 3-氨基邻苯二甲酰肼(鲁米诺) 高沸点溶剂（如二甘醇） 缩合反应 还原 发光体系 鲁米诺-H2O2体系 鲁米诺-KIO4体系 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 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。 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。 鲁米诺-KIO4体系 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- 在PH=12~13的水溶液中，体系发光效率最大 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