化學發(fā)光 第一部分課件

化學發(fā)光和生物發(fā)光I一、引言公元前亞里士多德真菌類和死魚的發(fā)光1668年，羅伯特.波義耳BL需要氧參與19世紀80年代末，Dubois命名熒光蟲素酶和熒光蟲素1877年，Radziszewski發(fā)現(xiàn)洛汾堿的CL1928年，Albrecht發(fā)現(xiàn)luminol的CL1935年，光澤精的CL1950年，商品化儀器出現(xiàn)化學發(fā)光是化學反應的反應物或生成物（或熒光物質）吸收了反應釋放的化學能后所產(chǎn)生的光輻射。根據(jù)化學發(fā)光反應在某一時刻的發(fā)光強度或發(fā)光總量來確定反應中相應組分含量的分析方法叫化學發(fā)光分析法。SeaPansyRenillaluciferaseCORALS1cm

1cm1cm1mm二、常見的溶液化學發(fā)光和生物發(fā)光體系魯米諾化學發(fā)光反應體系過氧化草酸鹽反應體系光澤精化學發(fā)光反應體系吖啶酯類化學發(fā)光反應體系1,2-二氧雜環(huán)丁烷類化學發(fā)光體系高錳酸鉀化學發(fā)光反應體系Ce(IV)化學發(fā)光反應體系釕(II)-聯(lián)吡啶配合物化學發(fā)光反應體系鐵氰化鉀直接氧化反應體系電化學發(fā)光反應體系熒火蟲素（luciferine)-熒火蟲素酶（luciferase-磷酸三腺苷（ATP）體系

NADPH：FMN氧化還原酶和細菌熒光素酶催化的發(fā)光反應其他化學發(fā)光反應體系4X=NH2(isoluminol)5X=(C2H5)2N6X=7X=(CH3)2N8X=(C2H5)2N9X=10魯米諾衍生物環(huán)狀酰肼結構是發(fā)光的關鍵111213151416174X=NH2(isoluminol)5X=(C2H5)2N6X=7X=(CH3)2N8X=(C2H5)2N9X=10魯米諾反應體系的應用金屬離子或酶的催化作用——測定金屬離子或酶H2O2或其他氧化劑——測定過氧化氫或氧化劑某些分子的增強、抑制作用——測定此類分子偶合反應——間接測定無機或有機化合物通過標記化合物——測定此類物質或免疫分析2.過氧化草酸酯類反應體系典型過氧化草酸酯分子結構式雙(2,4,6-三氯苯基)草酸鹽過氧化草酸酯體系發(fā)光機理TCPO-CL在藥物分析中的應用222324*h4.吖啶酯類化學發(fā)光反應體系5、1,2-二氧雜環(huán)丁烷類化學發(fā)光體系6、酸性高錳酸鉀化學發(fā)光體系高錳酸鉀-嗎啡高錳酸鉀-連二亞硫酸鈉體系KMnO4(H+)-甲氧芐啶-硫代硫酸鈉化學發(fā)光反應體系KMnO4(H+)-EC-RNA化學發(fā)光體系高錳酸鉀-草酸高錳酸鉀-亞硫酸鹽體系發(fā)光機理最佳pH=2.5HSO3ˉ+MnO4ˉ→HSO3+MnO42ˉ2HSO3→S2O62ˉ+2H+S2O62ˉ→SO42ˉ+SO2*HSO3ˉ為SO2水解生成，pH=2.5時比例最大高錳酸鉀－TCsCL體系測定鹽酸四環(huán)素、鹽酸土霉素高錳酸鉀CL體系的應用

過氧化氫－藥物氧化還原化學發(fā)光體系測定核黃素、VB1、四環(huán)素、土霉素、金霉素等

7.過氧化氫直接氧化化學發(fā)光體系8.Ce(IV)化學發(fā)光反應體系Ce(IV)－SO32-體系Ce(IV)－Ru(bpy)32+CL體系

Ce(IV)直接氧化藥物產(chǎn)生化學發(fā)光1、Ce(IV)－SO32－體系喹諾酮類化合物（氧氟沙星、諾氟沙星、環(huán)丙沙星、洛美沙星等）的FIA－CL測定2、Ce(IV)－Ru(bpy)32+CL體系

利用此體系測定測定丙酮酸、Vc、巴比妥酸、酒石酸等Ru(bpy)32++Ce(IV)→Ru(bpy)33++Ce(III)Org+Ce(IV)→Org-Ce(IV)快反應Org-Ce(IV)→[·Org]*+Ce(III)慢反應Ru(bpy)33++[·Org]*→[Ru(bpy)32+]*+P[Ru(bpy)32+]*→Ru(bpy)32++hν3、Ce(IV)直接氧化藥物產(chǎn)生化學發(fā)光利用此體系測定一系列藥物，如奎寧、奎尼丁、辛可寧、萘普生、卡托普利、非那西汀、青霉胺、安乃近、VK3等。9.釕(II)-聯(lián)吡啶配合物化學發(fā)光反應體系Ru(bpy)33+－藥物氧化還原CL體系的應用10.鐵氰化鉀直接氧化反應體系鐵氰化鉀直接氧化發(fā)光體系尿酸伯胺、仲胺馬來酸麥角新堿蘆丁Vc酮酸四環(huán)素3,5-四氫醛甾酮N-溴丁二酰亞胺（NBS）可以在堿性介質中氧化脲產(chǎn)生強的化學發(fā)光。

H2NCONH2+H2O

2NH3+CO23NBS+2NH3+3OH-

3NHS+N2*+3Br-+3H2ON2*+f

N2+f*f*

f+h11.NBS體系NBS體系還用于測定異煙肼鏈霉素、氨基吡脒等12.電化學發(fā)光反應體系電化學發(fā)光分析是對電極施加一定的電壓進行電化學反應，反應的產(chǎn)物之間或與體系中某種組份進行反應產(chǎn)生化學發(fā)光，用光電倍增管等光學儀器測量發(fā)光光譜和強度，從而對物質進行痕量分析的一種方法。12.1電致化學發(fā)光反應體系ECL物質包括三聯(lián)吡啶（或聯(lián)吡嗪或林菲羅啉）的釕、鋨和錸類絡合物、魯米諾、吖啶酯等。研究最多的還是釕(II)-聯(lián)吡啶的ECL。e-電極e-Ru(bpy)32+Ru(bpy)33+Ru(bpy)33+Ru(bpy)32+還原劑氧化產(chǎn)物Ru(bpy)3+Ru(bpy)32+Ru(bpy)32+*發(fā)光（620nm）Ru(bpy)32+和還原性分析物的ECL反應機理12.2魯米諾電化學發(fā)光體系

在電極上所產(chǎn)生氧化性物質來氧化魯米諾產(chǎn)生化學發(fā)光。在電極上施加一定的電壓，從而使溶液中的溶解氧還原成H2O2，H2O2進一步反應產(chǎn)生一些具有強氧化性的氧自由基，這些活性氧與魯米諾反應產(chǎn)生化學發(fā)光魯米諾直接接受電極通過的能量生成激發(fā)態(tài)或自由基離子，從而產(chǎn)生化學發(fā)光。魯米諾電化學發(fā)光體系在分析化學中應用主要分以下四類：（1）測定H2O2，或通過偶合反應測定生物活性物質，如葡萄糖、乳酸等。（2）基于金屬離子對魯米諾電化學發(fā)光反應的催化作用，測定金屬離子,，如Co2+、Cu2+、Ni2+。（3）基于一些有機物對魯米諾電化學發(fā)光體系的增敏或抑制作用測定這些有機物，如異煙肼、腎上腺素、沒食子酸。（4）利用不同的電極材料，測定魯米諾或魯米諾所標記的物質。12.3電位溶出化學發(fā)光反應體系特點：1.高靈敏度和高選擇性2.結合了兩種方法的優(yōu)點，克服各自的缺點3.從原理上說，所有能用電化學方法富集且能用CL檢測的物質都可用此法測定。電化學富集數(shù)據(jù)完善，CL檢測體系很多。此方法有很好應用前景。12.4電生試劑化學發(fā)光反應體系13、熒光素（luciferine)-熒光素酶（luciferase-磷酸三腺苷（ATP）體系檢測食品中總菌數(shù)腰鞭毛蟲（Dinoflagellate）熒光素酶含有三個結構域，每個都具有發(fā)光活性，底物為腰鞭毛蟲熒光素，同時需要O2參與；該熒光素在中性pH條件下與一種特定的熒光素結合蛋白（LBP）結合并被持續(xù)氧化，當pH下降時熒光素與結合蛋白解離并與上述熒光素酶結合，因此改變pH可調(diào)控其發(fā)光強度變化。NC水母素（Aequorin）及奧貝林（Obelin）含腔腸素（Coelenterazine）過氧化物生色團，因此只需要Ca2+激活

14、NADPH：FMN氧化還原酶和細菌熒光素酶催化的發(fā)光反應細菌熒光素酶（luciferase，LUX）由兩個對稱的雜合二聚體構成，底物為FMNH2和醛不同生物發(fā)光熒光素的結構及其中間產(chǎn)物和最終發(fā)光分子

不同生物發(fā)光熒光素的結構及其中間產(chǎn)物和最終發(fā)光分子水母熒光素細菌熒光素（FMNH2）腰鞭毛蟲熒光素螢火蟲熒光素發(fā)光分子發(fā)光分子發(fā)光分子發(fā)光分子長鏈醛15、基于納米材料的CL納米TiO2乙醇，丙酮Anal.Chem.2002,74,120-124含氯有機物Anal.Chem.2002,74,6279-6284ACatalyticNanomaterial-Bas