化学发光与生物发光.ppt

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1、化学发光与生物发光内容提纲一、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、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

2、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+hvC为能量给于体，F为能量接受

3、体。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。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。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

4、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。化学发光分析测定的物质对象可分为三类：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)其他化学发光体系主要的化学发光体系2、常见的一些化学发光体系1）、鲁米诺(luminol)化学发光体系鲁米诺（3-氨基苯二甲酰肼）其结构是为氧化剂:H2O2O2KMnO4NaClOI2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+

5、etc.)OXIDANTBASEluminol*3-Aminophthalate+h3-APA鲁米诺的发光机理是2）、高碘酸钾（KIO4）发光体系氧分子对的发射：490~500nmCO2双分子发射：430~450nm多酚类物质对该体系的化学发光有增强作用化学发光原理－活性氧中间体型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CLFluorophoreFluorophore(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量子产率不高，可以加入强还原

6、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。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）。图1柠檬酸三钠–Ce（Ⅳ

7、）-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、仪器商品化不够优势性：不需要外部光源：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。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

8、发光血浆脂蛋白的化学发光尿液的化学发光红细胞的化学发光二、生物发光