（分析化学专业论文）流动注射化学发光法在药物和废水分析中的应用.pdf

1 1 1 i l l l l l l l l l l | 1 1 1 i i 1 1 | 1 1 l i i i y 1717 5 4 0 a p p l i c a t i o no ff l o w i n j e c t i o nc h e m i l u m i n e s c e n c e i np h a r m a c e u t i c a la n dw a s t e r w a t e r a n a l y s i s m a j o r ：a n a l y t i c a lc h e m i s t r y d i r e c t i o no fs t u d y ：c h e m i l u m i n e s c e n c ea n a l y s i s g r a d u a t es t u d e n t ： w a n gl i h o n g s u p e r v i s o r ： p r o f w ux i o n g z h i c o l l e g e o fc h e m i s t r ya n db i o e n g i n e e r i n g g u i l i nu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y s e p t e m b e r ，2 0 0 8t oa p r i l ，2 01o 研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得其它教 育机构的学位或证书而使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关 人员已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者( 签字) ：至垒b 签字日期：2 1 1 1 ：笪：! i _ 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解( 学校) 有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许 论文被查阅和借阅。本人授权( 学校) 可以将学位论文的全部或部分内容 编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到 中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。( 保 密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：匆瘦多) 签字日期：珈，d 年多月7 日 导师签字：黜畚 签字日期：2 fo 年月7 日 桂林理工大学硕士学位论文 摘要 本文在阐述了化学发光分析原理、反应体系及流动注射化学发光分析方法及 应用研究进展基础上，建立测定了抗坏血酸、苯甲醇和5 磺基水杨酸的流动注射 化学发光分析新方法。研究工作分为以下四个部分： ( 1 ) 基于抗坏血酸对碱性条件下溴酸钾鲁米诺化学发光反应的增强作用，结合流 动注射技术建立了测定抗坏血酸的新方法，在优化后的实验条件下。测定抗坏血 酸的线性范围为1 o 1 0 一3 0 1 0 m o l l ，线性相关系数为0 9 9 8 l ( n = 7 ) ，检出 限为7 o l o 9m o i l ，对7 0 x 1 0 。8m o l l 。1 的抗坏血酸进行了平行测定( n ；1 1 ) ， 其相对标准偏差为1 5 。该方法成功应用于水果、v c 药片和v c 针剂中抗坏血 酸的测定。 ( 2 ) 基于碱性条件下苯甲醇对高锰酸钾氧化鲁米诺化学发光反应的增强作用，建 立了测定苯甲醇含量的流动注射化学发光新方法。在优化后的实验条件下，该方 法的线性范围为o 0 0 l 0 1m o l l 一，检出限为9 4 1 0 4m o l l ，对0 0 0 6m o l l 1 的苯甲醇进行了平行测定( n = 1 1 ) ，其相对标准偏差为1 7 。该法用于苯甲醇 注射液中苯甲醇的测定获得满意结果。 ( 3 ) 基于酸性条件下高锰酸钾与5 磺基水杨酸的化学发光反应，建立了测定5 磺 基水杨酸的流动注射化学发光新方法。在优化后的实验条件下，发光强度与5 磺基水杨酸浓度在1 0 1 0 。4 6 0 1 0 0m o l - l 。1 范嗣内呈良好线性关系，线性相关 系数r = o 9 9 9 0 ，方法的检出限为9 5 l o 。5m o l l ，对5 0 xl o _ m o l l j 的5 磺基 水杨酸溶液进行平行测定( n = 1 1 ) ，其相对标准偏差为2 0 。该法成功应用于模 拟废水中5 磺基水杨酸的测定。 ( 4 ) 基于碱性条件下鲁米诺与5 磺基水杨酸反应产生化学发光，结合技术建立了 流动注射化学发光测定5 磺基水杨酸的新方法，在优化后的实验条件下，该法测 定5 磺基水杨酸的线性范围为1 0 1 0 4 1 0 1 0 0m o l l 一，线性相关系数( r ) 为 o 9 9 9 3 ( n = 6 ) ，检出限为9 o 1 0 5m o l l 一，对5 0 l o 。3m 0 1 l 1 的5 磺基水杨酸进 行平行测定( n = 1 1 ) ，相对标准偏差为1 5 。该法成功应h j 予模拟废水中5 磺基 水杨酸的测定。 关键词：流动注射；化学发光；抗坏血酸；苯甲醇；5 磺基水杨酸 桂林理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t a f t e rr e v i e w i n gt h ep “n c i p l e ，s y s t e m so fc h e m i l u m i n e s c e n c c ( c l ) a n a l y s i sa n d t h ed e v e l o p m e n to fn o wi n j e c t i o n - c h e m i l u m i n e s c e n c e ( f i c l ) ，f i c lm e t h o d sw e r e p r o p o s e d f 0 rt h ed e t e r m i n a t i o no fa s c o r b i ca c i d ( a a ) ，b e n z y l a l c o h o la n d 5 - s u l f o s a l i c y l i ca c i d ( 5 - s s a ) t h es t u d yi n c l u d e sf i v ep a r t sb e l o w ： ( 1 ) f l o w - i n j e c t i o n ( f i ) c h e m i l u m i n e s c e n c e ( c l ) m e t h o dw a sp r o p o s e df o ft h e d e t e m i n a t i o no fa s c o r b i ca c i d ( a a ) t h em e t h o di sb a s e do nt h ef a c t t h a tt h ec l s i g n a lf r o mt h er e a c t i o no fl u m i n o l - k b r o ，c a nb es t r e n g t h e n e db ya a u n d e rt h e s e i e c t e de x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，al i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ei n c r e a s eo fc l i n t e n s i t ya n dt h ec o n c e n t r a t i o no fa aw a so b t a i n e do v e rt h er a n g ef r o m1 0 l0 8t o 3 o l0 7m o l l w i t hac o r r e l a t i o nc o e f l f i c i e n to f0 9 9 8l ( n 薯7 ) t h er e l a t i v e s t a n d a r dd e v i a t i o n ( r s d ) f o rt h ed e t e m i n a t i o no fa a ( 7 o l o 。8m o l l 。1 ) w a s1 5 0 ( n = 1 1 ) t h ed e t e c t i o nl i m i t ( 3 o ) w a s7 0 1 0 9m o l l t h i sm e t h o dw a s s u c c e s s f u u ya p p l i e dt ot h ed e t e m i n a t i o no fa ai nj u i c eo ff r e s hf u i t ，v i t a m i nc t a b l e ta n dv i t a m i nc i n j e c t i o n ( 2 ) c h e m i l u m i n e s c e n c em e t h o dc o m b i n e dw i t hf l o wi n j e c t i o nt e c h n i q u ew a s d e v e l o p e df b rt h ed e t e r m i n a t i o no fb e n z y la l c o h 0 1 i ti sb a s e do nt h ee n h a n c e m e n t e f 俺c to fb e n z y la l c o h o lo nt h ec h e m i l u m i n e s c e n c er e a c t i o no fl u m i n o la n dk m n 0 4i n a l k a “n em e d i a t h ec h e m i l u m i n e s c e n c ei n t e n s i t yw a sl i n e a rw i t ht h eb e n z y la l c o h o l c o n c e n t r a t i o ni nt h er a n g eo f0 0 0 l 0 0 0 lm o l 。l ，t h ed e t e c t i o nl i m i to ft h em e t h o d w a so 0 0 0 9 4m o l l 一t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o nw a s1 7 ( n = 1 1 ) f o rt h e d e t e r m i n a t i o no fo 0 0 6m 0 1 l 叫b e n z y la l c o h 0 1 t h em e t h o dw a ss u c c e s s f u l l ya p p l i e d t ot h ed e t e r m i n a t i o no fb e n z y la l c o h o li nb e n z y la l c o h o li n j e c t i o ns a m p l e s ( 3 ) f l o w i n j e c t i o n ( f i ) c h e m i l u m i n e s c e n c e ( c l ) m e t h o dw a sp r o p o s e df o rt h e d e t e r m i n a t i o no f5 - s u l f o s a l i c y l i ca c i d ( 5 s s a ) b a s e do nt h ec h e m i l u m i n e s c e n c e r e a c t i o no fk m n 0 4a n d5 - s s a u n d e rt h es e l e c t e de x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，c l i n t e n s i t vw a sl i n e a rw i t ht h ec o n c e n t r a t i o no f5 s s af r o m1 o l0 。4t o6 0 lo 。3 m o l l 。1w i t hac o r r e l a t i o nc o e 踊c i e n to fo 9 9 7 3 ( n =9 ) t h er e l a t i v es t a n d a r d d e v i a t i o n ( r s d ) f o rt h ed e t e r m i n a t i o no f 5 s s a ( 5 0 l o 3m o l l 1 ) w a s2 o ( n = 1 1 ) t h ed e t e c t i o nl i m i t ( 3 0 ) w a s9 5 l0 。5m o l l - 。t h i sm e t h o dw a ss u c c e s s f u l l ya p p l i e d t ot h ed e l e r m i n a t i o no f5 s s ai ns i m u l a t e dw a s t e w a t e r ( 4 ) f l o w i n j e c t i o n ( f i ) c h e m i l u m i n e s c e n c e ( c l ) m e t h o dw a sp r o p o s e df o rt h e d e t e r m i n a t i o no f5 一s u l f o s a l i c y l i ca c i d ( 5 - s s a ) t h a tc o u l dr e a c tw i t hl u m i n o la n d 桂林理工大学硕士学位论文 p r o d u c ec ls i g n a l u n d e rt h es e l e c t e de x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，al i n e a rr e l a t i o n s h i p w i t hac o r r e l a t i o nc o e f n c i e n to fo 9 9 9 3 ( n = 6 ) w a so b t a i n e db e t w e e nt h e i n c r e a s eo f c li n t e n s i t ya n dt h ec o n c e n t r a t i o n so f5 一s s ao v e rt h er a n g ef r o m1 0 l0 4t o1 o lo 2 m o l l 一t h ed e t e c t i o nl i m i t ( 3 o ) w a s9 0 1 0 。5m o l l 一t h er e l a t i v e s t a n d a r d d e v i a t i o n ( r s d ) f b rt h ed e t e m i n a t i o no f5 s s a ( 5 o l0 。3m o l l 。1 ) w a s1 5 0 ( n = 1 1 ) t h i sm e t h o dw a 8s u c c e s s f u l l ya p p l i e dt ot h ed e t e m i n a t i o no f5 s s ai ns i m u l a t e d w a s t e w a t e r k e yw o r d s ： f l o w i n j e c t i o n ；c h e m i l u m i n e s c e n c e ； a s c o r b i ca c i d ； b e n z y la l c o h o l ； 5 s u l f o s a l i c y l i ca c i d 桂林理工大学硕士学位论文 目录 摘要荽i a b s t r a c t 1 i 第一章绪论1 1 1 化学发光分析法1 1 1 1 化学发光历史1 1 1 2 化学发光基本原理1 1 1 3 化学发光分析的特点2 1 1 4 常见的化学发光体系3 1 1 4 1 鲁米诺化学发光体系3 1 1 4 2 光泽精及吖啶酯化学发光体系s 1 1 4 3 过氧草酸酯类化学发光体系6 1 1 4 4 二氧杂环丁烷类化学发光体系7 1 1 4 5 高锰酸钾为氧化j = f ! j 的化学发光体系8 1 1 4 6c e 4 + 化学发光体系9 1 1 4 7n 溴代琥珀酰弧胺化学发光体系9 1 1 4 8 高碘酸钾化学发光反应体系l o 1 1 4 9 罗丹明族化合物的化学发光体系1 0 1 1 s 化学发光最新研究进展1 0 1 1 5 1 纳米材料化学发光传感器的研究1 0 1 1 s 2 化学发光显微成像技术的研究1 1 1 1 s 3 分子印迹技术在化学发光分析中的应片j 研究1 1 1 1 5 4 后化学发光反应的应用研究1 1 1 1 5 5 化学发光的联用技术1 2 1 1 5 5 1 化学发光与微透析活体取样技术的联用1 2 1 1 5 5 2 化学发光与毛细管电泳的联用1 2 1 1 5 5 3 化学发光与芯片技术的联用1 2 1 1 5 5 4 化学发光与高效液相色谱的联用1 3 1 2 流动注射分析( f i a ) 技术1 3 1 2 1 流动注射分析原理1 3 1 2 2 流动注射分析的特点1 4 1 2 3 流动注射分析的应用1 5 1 3 流动注射化学发光分析( f i c l ) 1 6 桂林理工犬学硕士学位论文 1 3 1 流动注射化学发光法的特点一1 6 1 3 2f i c l 分析流路与实验装置1 7 1 3 3 流动注射化学发光分析( f l - c l ) 的应用1 7 1 3 3 1f l - c l 在药物分析中的应用1 7 1 3 3 2f 卜c l 在食品分析中的应用1 8 1 3 3 3f 卜c l 在农药分析中的应用1 8 1 3 3 4f 卜c l 在生物医学样品分析中的应用1 8 1 3 3 sf 卜c l 在无机物分析中的应用1 8 1 4 论文研究的目的及意义1 9 第二章鲁米诺溴酸钾体系增敏化学发光法测定抗坏血酸2 0 2 1 引言2 0 2 2 实验部分2 0 2 2 1 试剂2 0 2 2 2 仪器2 1 2 2 3 流动注射程序2 1 2 3 结果与讨论2 2 2 3 1 化学发光现象2 2 2 3 2 鲁米诺浓度2 2 2 3 3n a o h 浓度2 3 2 3 4k b r 0 3 浓度2 3 2 3 5h 2 s 0 4 浓度2 4 2 3 6 光电倍增管负压2 4 2 3 7 流路及流速2 s 2 3 8 试样溶液p h 值2 6 2 3 9 共存离子2 6 2 3 1 0 校正曲线、精密度与检出限2 7 2 3 1 1 样品测定2 8 2 3 1 2 发光机理探讨2 8 第三章鲁米诺一高锰酸钾化学发光法测定苯甲醇3 1 3 1 引言3 1 3 2 实验部分3 1 3 2 1 仪器3 1 3 2 2 试剂3 2 3 2 3 流动注射程序3 2 桂林理工大学硕士学位论文 3 3 结果与讨论3 2 3 3 1 化学发光现象3 2 3 - 3 2 鲁米诺浓度3 3 3 3 3n a o h 浓度3 3 3 3 4k m n 0 4 浓度3 4 3 3 s 光电倍增管负压3 4 3 3 6 流路及流速3 5 3 3 7 试液p h 值3 6 3 3 8 共存离子3 6 3 3 9 校正曲线、精密度与检出限一3 7 3 3 1 0 样品测定3 8 3 3 1 l 机理讨论3 8 第四章流动注射直接化学发光法测定5 磺基水杨酸4 1 4 1 引言4 l 4 2 实验部分4 1 4 2 1 试剂4 1 4 2 2 仪器4 1 4 2 3 流动注射程序4 2 4 3 结果与讨论4 2 4 3 1 化学发光现象4 2 4 3 2 高锰酸钾浓度4 3 4 3 。3h 2 s 0 4 浓度4 3 4 3 4 光电倍增管负压4 4 4 3 5 流路及流速选择4 4 4 3 6 试样溶液p h 值4 5 4 3 。7 共存离子4 5 4 3 8 工作曲线、精密度与检出限4 6 4 3 9 模拟废水样品测定4 6 4 3 1 0 发光机理探讨4 7 第五章鲁米诺5 磺基水杨酸体系流动注射化学发光测定5 磺基水杨酸4 9 5 1 引言4 9 s 2 实验部分4 9 5 2 1 试剂4 9 5 2 2 仪器4 9 桂林理工大学硕士学位论文 s 2 3 流动注射程序5 0 5 3 结果与讨论5 0 s 3 1 化学发光现象s 0 5 3 2 鲁米诺浓度5 1 s 3 3n a 0 h 浓度s 1 5 3 4 光电倍增管负压5 2 5 3 5 流路及流速5 2 5 3 6 试样的p h 值5 3 s 3 7 共存离子s 3 s 3 8 校正曲线、精密度与检出限5 4 5 3 9 样品测定5 5 5 - 3 1 0 发光机理讨论s s 结 论5 7 致 射5 8 参考文献s 9 个人简历7 0 v 桂林理工大学硕士学位论文 第一章绪论帚一早珀下匕 1 1 化学发光分析法 1 1 1 化学发光历史 最早发现的化学发光现象发生在生物体内，如萤火虫。l8 7 7 年 r a d z i s z e w s k i 在研究洛粉碱( 2 ，4 ，5 三苯基咪哇) 与过氧化氢反应时首次 观察到合成化合物的化学发光现象【。此后，研究人员合成了系列化学 发光化合物。1 9 0 2 年，s c h m i t z 合成了鲁米诺( 1 u m i n o l ，3 氨基苯二甲酰 肼) ；1 9 2 8 年，a l b r e c h t 观察到在碱性介质中鲁米诺的化学发光行为，鲁 米诺的合成及其发光现象的发现，推动了化学发光成为分析化学领域的 重要手段【引，19 3 5 年，g l e u 和p e t s c h 【3 】首次报道了光泽精( n ，n 二甲基 二吖啶硝酸盐) 与过氧化氢反应时产生的化学发光现象。但是由于当时大 多数化学发光非常微弱及监测器灵敏度的限制，直到2 0 世纪六十年代， 化学发光在分析领域的研究与应用才得以迅速发展。目前，化学发光分 析法已在生物体的组织成分、临床药物、环境污染物等微量分析中显示 出极大的应用价值【4 j 。 1 1 2 化学发光基本原理 化学发光( c h e m i l u m i n e s e c n c e ，简称c l ) 是指某些化学反应中激发物 质所产生的光辐射现象，其发光机理是：反应体系中某物质( 反应物、产 物、中间体或荧光物质等) 分子吸收了反应所释放的能量而由基态跃迁至 激发态，然后再从激发态返回基态的过程中将能量以光辐射的形式释放 出来，产生化学发光。 化学反应产生化学发光必须具备两个条件：一是反应能释放出一定 的能量可以被某反应产物或中间体吸收而使其处于激发态；二是该激发 念物质具有一定的化学发光量子产率，或可以将其能量有效地转移给某 荧光物质，产生光辐射【5 】。 因为化学发光强度与化学反应速度相关联，因此影响反应速度的相 关因素都可以作为建立化学发光分析测定方法的依据。化学发光反应一 般可表示为： 反应物a + 反应物b _ 激发态产物c 木+ 其它产物 桂林理工大学硕士学位论文 激发态产物c _ 基态产物c + 光子 化学发光强度( i c l ) 取决于化学反应的速率( d p d t ) 和化学发光量子 效率( o c l ) i c l ( t ) = 0 c ld p d t 式中c l 可表示为：o c l = ，f ，其中西，：生成激发态产物分子的 量子效率，o f ：激发态产物分子的发光量子效率。对于确定的化学发光 反应，西c l 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得到反应体系 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，都可以通过化学发光进行定量分析。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 的浓度发生变化且反应可 视为一级或假一级反应，则： i c l = n c l ( t ) d t = f c l 【d a ( t ) d t 】d t = 西c l c a 即化学发光强度与物质a 的浓度成正比。 化学发光技术在近二十年来迅速发展，尤其在生物医学领域和环境 分析领域得到了广泛的应用，已成为现代分析技术的一个组成部分。随 着药物分析和环境分析的不断发展对分析结果准确性和方法简单快速方 面要求更高了，尤其在痕量、微量药物和环境分析【6 】领域。化学发光分 析法具有灵敏度高，操作方便，仪器设备简单，线性响应范围宽等显著 优点而得到广泛应用。 1 1 3 化学发光分析的特点 化学发光可以处于紫外、可见或近红外区，目前化学发光主要处于 可见光区。化学发光反应速度决定了化学发光反应发光强度，而反应速 度又与反应物浓度成正比。因此，通过检测发光强度可以直接测定反应 物的浓度【7 】。但是，大多数化学发光都非常微弱，并由于检测器的限制， 到了本世纪六十年代，化学发光反应才被用于分析化学。 化学发光分析突出的优点在于不使用任何外来光源，从而避免了瑞 利散射和拉曼散射等的干扰，大大提高了信噪比和灵敏度，通常可测定 2 桂林理工大学硕士学位论文 纳克级或皮克级的化学成分；若与酶法结合，检测限可达分子水平，线 性范围可达六个数量级【3 】；化学发光分析的仪器设备简单，无需复杂的 分光元件，只需采用光电转换装置将光信号转换为电信号，用函数记录 仪或数显装置记录化学发光的相对强度，根据发光强度( 曲线的峰高) 定 量被测组分的浓度；化学发光分析快速，易于实现自动化。 1 1 4 常见的化学发光体系 到目前为止，已发现的化学发光反应体系中研究较多并应用于定量 分析的体系有以下几类： 1 1 4 1 鲁米诺化学发光体系 鲁米诺( 1 u m i n 0 1 ) ，化学名为3 氨基邻苯二甲酰肼( 结构式见图1 1 a ) ， 易溶于水，发生化学反应时具有较高的发光效率。鲁米诺、异鲁米诺( 4 氨基邻苯二甲酰肼) ，结构式见图1 1 b ) 及其衍生物是目前研究最多、应 用最广泛的化学发光试剂之一。 o n h 2 o n h i n h o o n h l n h ab 图1 1 鲁米诺( a ) 和异鲁米诺( b ) 的结构 f i g 1 1t h es t r u c t u r eo fl u m i n o l ( a ) a n di s o l u m i n o l ( b ) 3 桂林理工大学硕士学位论文 o o 掣h 0 2 i o n ho h o h f i i li i n o h 。 o o +n2+ o 图1 2 鲁米诺反应机理 f i g1 2 p o s s i b l ec h e m i l u m i n e s c e n c er e a c t i o no fl u m i n o l 对鲁米诺化学发光反应的研究【9 。1 0 】表明，不同的反应条件下其反应 机理稍有不同，现被普遍接受的鲁米诺发光反应机理如图1 2 所示】，在 水溶液中鲁米诺本身被氧化成3 氨基邻苯二甲酸盐，最大发射波长为4 2 5 n m 。在碱性溶液中，鲁米诺可以被许多氧化剂( 如h 2 0 2 、k 3 f e ( c n ) 6 、 n a c l o 、k 1 0 4 、k 2 s 2 0 8 、k m n 0 4 、活性氧等) 氧化而发光，其中h 2 0 2 最为 常用，但由于鲁米诺氧化发光的反应速度较慢，添加某些酶类或无机催 化剂可加速该反应的进行。其中常用的催化酶有：辣根过氧化物酶( h r p ) 、 微过氧化物酶、髓过氧化物酶、黄嗓吟氧化酶、金属蛋白类有细胞色素 c 、过氧化氢酶，血红蛋白。无机催化剂有：臭氧分子、过硫酸盐、卤 素、f e 3 + 、c u 2 + 、c 0 2 + 以及其配合物1 2 1 引，而且，某些金属离子与配位 剂结合后，具有比金属离子本身更高的催化活性。研究表明，鲁米诺及 其衍生物的少c l 部分依赖于芳香邻二羧酸根离子的荧光量子产率【1 4 朋】。 因此，有较高荧光量子产率的化合物结构已经被运用于化学发光化合物 的合成与设计【1 8 。19 1 。鲁米诺及其衍生物由于具有量子产率高、水溶性好、 易合成等特点，已成为迄今应用最广泛的化学发光试剂之一，并广泛应 4 桂林理工大学硕士学位论文 用于免疫诊断和非免疫分析的各个领域。利用鲁米诺化学发光体系，可 以测定金属离子【2 0 。2 3 1 及其它无机物和有机物2 4 。2 7 】。鲁米诺的衍生物可以 用于生物分子等2 8 】的标记，拓展了鲁米诺化学发光体系的应用范围。 对于鲁米诺化学发光在分析中的应用己有大量的综述，内容涉及临 床医学、环境科学以及食品分析等多方面。根据氧化剂不同，可以分为 鲁米诺过氧化氢、鲁米诺高碘酸钾、鲁米诺铁氰化钾、鲁米诺高锰酸 钾等体系。 1 1 4 2 光泽精及吖啶酯化学发光体系 1 9 3 5 年，g l u e 和p e t s c h 【2 9 】首次合成l o ，1 0 二甲基9 ，9 双叮咤二 硝酸盐( 俗称光泽精，l u e i g e n i n ) 并发现了其化学发光特性。文献【3 0 1 报 道，二氧杂环丁烷衍生物是其化学发光反应的关键中间体，由此提出了 光泽精的化学发光反应机理，如图1 3 所示。在碱性条件下，光泽精被 过氧化氢氧化成n 甲基吖啶酮，发射出波长为4 7 0n m 的光，发光量子 效率介于o 0 1 o 0 2 之间【3 1 3 2 1 。 i c h 3 o i c h 3 图1 3 光泽精的化学发光反应 开环 叱 i_) 叱 l_) nne g leujif0n0ltcaerecnec 5 senmulm e hc3i g if 桂林理工大学硕士学位论文 光泽精化学发光反应可以被很多金属离子所催化，其中包括某些对 鲁米诺化学发光反应无催化作用的金属离子，如b i ”。该体系可用于测 定金属离子【33 1 、抗坏血酸【3 4 1 及碱性磷酸酶3 5 】等。在流动注射化学发光 分析中，由于光泽精的反应产物不溶于水，因此易沉积到流通管道及检 测池壁上，加入少量表面活性剂如s d s 就可以避免沉淀的产生。 研究发现许多吖啶类化合物都具有化学发光特性，其中研究最多的 是吖啶酯。l9 8 3 年w e e k s 等【3 6 】合成了第一个用于标记蛋白质的吖啶酯试 剂4 ( 2 琥珀酰亚胺基氧羰基) 苯基1o 甲基吖啶9 羧酸酯氟磺酸盐。吖啶 酯可以通过其分子结构上特有的取代基团与抗原、抗体、多肤和d n a 等 生物大分子结构中的氨基、羧基或者磷酸基发生直接或间接作用，实现 对生物大分子的标记和化学发光分析测定。吖啶酯发光效率高、背景低， 可以在中性或微碱性的条件下标记多肽、抗体和抗原等，且发光量子产 率及生物活性几乎不受影响，已成为性能优良的化学发光免疫分析标记 试剂。通过对其结构的改造，大大增加了吖啶酯类化合物参与微量免疫 分析的可能性，在生命科学领域中应用同趋广泛。 1 1 4 3 过氧草酸酯类化学发光体系 多氯代水杨酸酯类与草酸氯反应生成的草酸酯，它与过氧化氢和荧 光剂可组成过氧草酸酯类化学发光体系，是迄今为止发现的一种最有效 的化学( 非生物) 发光体系。 过氧草酸酯类化学发光体系中的二芳基草酸酯和氧化剂( 通常为过 氧化氢) 之间发生化学反应生成双氧基中间体储能物；而荧光剂( 通常 为线性稠环芳烃，如葸的衍生物) 的分子结构保持不变，仅起到转移化 学能量和发射荧光的作用；该体系中还含有邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二 甲酸二丁酯、叔丁醇等一种或多种溶剂以及某些抗氧化剂和增强发光效 率的催化剂、添加剂等。 过氧草酸酯类发光体系的发光机理可用图1 4 表示【3 7 】：( 1 ) 过氧化氢 与草酸酯反应生成高能量状态的二氧杂环丁二酮中间体；( 2 ) 二氧杂环丁 二酮分解并将能量传递给受体荧光分子，使之处于激发状态；( 3 ) 激发态 的荧光分子从激发单重态回到基态而产生荧光。 过氧化草酸酯类化学发光体系主要用于直接测定过氧化氢或间接测 定其它样品【38 4 2 1 ，如苯醌、尿酸、乙酞胆碱、葡萄糖、氨基酸、谷氨酸 等。某些易被氧化的非荧光物质如二氧化硫、有机硫化物、苯胺等【4 3 】能 猝灭该体系的化学发光，通过测定发光强度的变化来进行定量分析。 6 桂林理工大学硕士学位论文 m a k o t ot s u n o d a 等f 4 4 1 对过氧草酸酯化学发光反应与液相色谱、流动注射 及毛细管电泳结合在分析中的应用作了综述报道。 o ooo h a 巾丝丝一o a r + h ，o j 当a 帕丝占一o a r a r o c c o a r + h 2 0 2 毒= = = = = 乏a r o 。c 早一o a r o o h o o g9 h i i | | l i i ，_ a r o 一一o o h a r o h a 帕七千一油乙分解 -1-_o， 田 oo | i | i a r o c c o o h o o 勰+ a r o h ( i ) oo h o o 一怂怂一o o h + a r o hh o o c - c o o h + a r o h 曰曰o o 啪蛆。h 一游邺2 h o o c c o o h ll 十h 2 ( ) 2 尹芦 【荧光剂1+ 2 c 0 2 总 篇兀列州 叫2 【荧光剂】一 荧光剂+ h v 图1 4 过氧草酸酯类化学发光体系的发光过程 f i g1 4c h e m i l u m i n e s c e n c er e a c t i o no fo x a l a t ee s t e rp e r o x i d e 1 1 4 4 二氧杂环丁烷类化学发光体系 l ，2 二氧杂环丁烷通过单分子转变后生成两种含羰基的产物分子， 其中之一可形成激发态。通过选择苯基、环烷烃、烷氧基、葱基等不同 取代基修饰1