催化荧光动力学法及有机荧光试剂的应用与进展

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1、催化荧光动力学法及有机荧光试剂的应用与进展学生:张建指导教师于京华曹伟陈艳晶摘要：催化荧光动力学法目前广泛应用于环境、食品、药物等的微量或痕量组分的分析监测，本文对催化荧光动力学方法及有机荧光试剂的应用和发展状况进行了总结，并对量子化学在有机试剂结构参数的计算进行介绍。关键词：催化荧光动力学；有机荧光试剂；量子化学荧光分析法到目前已经有十几种方法，催化荧光动力学分析法是用于检测痕量组分的有力手段[1]。检测催化剂及活化剂、多组分同时检测、酶催化、胶束在多组分同时检测及酶催化中的应用、结合流动注射及停流注射分析法及激光诱导荧光分析、时间分辨荧光分析

2、、生物反应器控制、药物检测[3]与生物分析等方面，催化荧光动力学分析领域出现了新的技术及新应用。催化荧光动力学分析法的发展离不开有机荧光试剂的发展，因此找到特效的新型荧光试剂是使荧光分析法应用的关键因素。根据荧光试剂的结构，目前广泛应用的荧光试剂有十几类。偶氮若丹宁类试剂是一类常用于贵金属离子的测定中的显色剂，但最近研究表明它是一类高效的新型荧光试剂，已有用于金属离子的检测中，还有待于进一步的研究。人们运用结构及量子化学的知识，逐步深入对试剂的结构与性能的研究，归纳总结出相应的规律和相关的理论，从而为新的有机试剂的合成及应用提供理论指导。1催化荧

3、光动力学法的应用和进展当紫外光照射到某些物质的时候，这些物质会发出各种颜色和不同强度的可见光，而紫外光停止[1]照射时，光线也随之很快地消失，这种光线称之为荧光。1867年，Goppelsroder进行了历史上首次的荧光分析工作，应用铝—桑色素配合物的荧光进行铝[1]的测定。1880年，liebeman提出了最早的关于荧光与化学结构关系的经验法则。到19世纪末，人[1]们已经知道了包括荧光素，曙红，多环芳烃等600种以上的荧光化合物。1928年第一台荧光计出世，一个世纪以来，随着其它学科的迅速发展，计算机的广泛应用，仪器制造技术的提高以及金属有机

4、化学理论的不断完备，这些都大大促进了荧光分析法的迅速发展。出现了同步荧光测定、导数荧光测定、荧光偏振测定、时间分辨荧光测定、相分辨荧光测定、固体表面荧光测定、荧光免疫测定、三维荧光[2]光谱技术、荧光动力学分析法等新的荧光分析方法，并相应地加速了各种新型荧光分析仪器的问世。荧光动力学分析开始于50年代，它基于化学反应的速率于反应的浓度有关，在某些情况下还与催化剂（有时还包括活化剂、阻化剂或解阻剂）的浓度有关，因而，可以通过应用荧光法来监测反应[3]速率从而对待测物质进行检测，该法称为荧光动力学速率法。催化荧光动力学分析法是荧光动力学分析法的主要类

5、型，我们将这类方法分为由无机物、有机物、酶催化等3类方法，该法基于催化反应来检测物质含量，由于测量对象并非待测物本身，而是经“化学放大”了的其它物质，因而灵敏度高，1[3]检测限可达ng或pg级。进几十年来，在其他科学技术发展的影响下，随着激光，微处理机和电子学的新成就等一些新的科学技术的引入，大大推动了荧光分析在理论方面的发展，各式各样新型的荧光分析仪器的问世，使荧光分析法不断朝着高效，痕量，微观和自动化的方向发展，方法的灵敏度，准确度和选择性日益提高，方法的应用范围大大发展，遍及于工业，农业，医药卫生，环境保护，公安情报和科学研究等各个领域中

6、。如今，荧光分析法已经成为一种重要且有效的光谱化学分析手段。近年来分析仪器日趋自动化，使得催化荧光动力学分析呈现许多新的特点，其中最突出的是与流动及停流注射技术的结合使其时间精度、实验条件控制和实验自动化程度得以提高，且催化荧光动力学分析自身也涌现出一些新技术如激光诱导荧光分析，时间分辨荧光分析等，以及一些新应用如应用于生物反应器控制、药物[1]检测和生物分析等方面。催化反应在分析化学的应用始于上世纪，但真正的发展在五十年代后期，而作为分析化学的分支[2]学科受到公认和重视还是始于八十年代，因此，催化动力学分析法是相当年轻的研究领域。近三，四十年

7、的大量研究表明，催化动力学分析法可以与最好的物理和物理化学分析法相比拟，[4]在解决痕量分析和微量分析的任务中发挥着越来越大的作用。催化荧光分析法由于它具有某些独有的特点，将是动力学分析法和荧光分析法发展的重要方向之一，利用荧光监测代替吸光度监测的主要优点是前者具有较高的灵敏度和更高的专属性，这是由于为数不多的化合物会显示出明显的荧光，还由于激发波长和发射波长二者都可以选择，在某些情况下，荧光特性和动力学特性之间相互影响，有[4]助于消除某些不希望的效应。[5-8][9,10][11]Mottola、Crouch等均阐述了动力学在分析化学中的应用

8、及发展。Valcárcel等探讨了荧[12]光动力学分析法在无机分析中的应用。Kawashima等则对流动注射和停留技术在催化动力学分析