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化学发光发表评论(0)编辑词条

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化学发光 编辑本段回目录

  化学反应中以传热发射光的形式释放其反应能量时发射的光。如氧和乙炔反应发出明亮的光,氨基苯二酰一肼与过氧化氢反应呈现出蓝绿色的光;此外,甲醛、乙醛、丙烯醛、葡萄糖和胆甾醇在乙醇碱溶液中被氧化,以及某些硫的化合物氧化反应后都能产生化学发光。还有一种发生在生物体中的特殊化学发光,称之为生物化学发光,例如萤火虫体内的荧光素在荧光素酶的作用下与空气发生氧化反应而发光。
  大多数放能的化学反应都能产生化学发光,有些反应发射可见光,很容易看见,但是多数的反应所发的光则是很弱的,而且多在红外线范围,不容易被观测。一般用光子产率来定量地描述化学发光的强弱,光子产率是反应中产生的激发态分子数与总的反应产物分子数之比。
  化学发光的微观过程是反应生成电子、振动或转动激发态产物分子,通过自发辐射跃迁至较低能态而发光。当反应产生振动或转动激发态产物时,往往发射红外线,而产生电子激发态产物时多有可见和紫外波段的化学发光。另外,有些化学反应产生的激发态分子与反应体系中的其他分子相互碰撞,后者被激发成为发射子,这样的光发射也属于化学发光。
  化学发光有许多应用,例如用来做光源,用于研究分子光谱和分子结构;通过化学发光研究化学反应的过程、机理、反应的能量分配。另外,高光子产率的反应是很理想的化学激光体系,如F2+H2反应已被用来获得高能量的HF红外化学激光。化学发光还用于分析化学,根据发光的光谱和强度,能够很灵敏地测出某些物质的含量。

化学发光常用的化学试剂及其原理编辑本段回目录

    化学发光是某种物质分子吸收化学能而产生的光辐射。任何一个化学发光反应都包括两个关键步骤,即化学激发和发光。因此,一个化学反应要成为发光反应,必须满足两个条件:第一:反应必须提供足够的能量( 170 ~ 300KJ / mol ),第二,这些化学能必须能被某种物质分子吸收而产生电子激发态,并且有足够的荧光量子产率。到目前为止,所研究的化学发光反应大多为氧化还原反应,且多为液相化学发光反应。

    化学发光反应的发光效率是指发光剂在反应中的发光分于数与参加反应的分子数之比。对于一般化学发光反应,值约为 10 - 6 ,较典型的发光剂,如鲁米诺,发光效率可达 0 . 01 ,发光效率大于 0 。 01 的发光反应极少见。现将几种发光效率较高的常用的发光剂及其发光机理归纳如下。

1. 鲁米诺及其衍生物

    鲁米诺的衍生物主要有异鲁米诺、 4— 氨基已基 —N 一乙基异鲁诺及 AHEI 和 ABEI 等。鲁米诺在碱性条件下可被一些氧化剂氧化,发生化学发光反应,辐射出最大发射波长为 425nm 的化学发光。

    在通常情况下鲁米诺与过氧化氢的化学发光反应相当缓慢,但当有某些催化剂存在时反应非常迅速。最常用催化剂是金属离子,在很大浓度范围内,金属离子浓度与发光强度成正比,从而可进行某些金属离子的化学发光分析,利用这一反应可以分析那些含有金属离子的有机化合物,达到很高的灵敏度。其次是利用有机化合物对鲁米诺化学发光反应的抑制作用,测定对化学发光反应具有猝灭作用的有机化合物。其三是通过偶合反应间接测定无机或有机化合物。其四是将鲁米诺的衍生物如异鲁米诺 (ABEI) 标记到羧酸和氨类化合物上,经过高效液相色谱 (HPLC) 或液相色谱 (LC) 分离后,再在碱性条件下与过氧化氢-铁氰化钾反应进行化学发光检测。也可以采用其它分离方法,如将新合成的化学发光试剂异硫氰酸异鲁米诺标记到酵母 RNA 后,通过离心和透析分离,然后进行化学发光检测。此外应用的还有 N 2(B2 羧基丙酰基 ) 异鲁米诺,并对其性能进行了研究。

(图)化学发光

2 .光泽精

    光泽精以硝酸盐的形式存在,在碱性介质中,过氧化氢将其氧化成四元环过氧化物中间体,而后裂解生成激发态的吡啶酮而发光。利用光泽精与还原剂作用,可用于测定临床医学上一些重要的还原性物质,如抗坏血酸、肌酸酐、谷胱甘肽、葡萄糖醛酸、乳糖、葡萄糖。

(图)化学发光

 

 

3 .洛粉碱

    洛粉是文献上记载最早的化学发光试剂,但却迟迟未得到应用,直到 1979 年 Marino 等人将它应用于 Co 的测定后才得到重视。此试剂已被用于多种元素的分析测定。

(图)化学发光

 

 

4 .过氧化草酸酯类

    草酸盐类化学发光反应大都生成过氧草酰 (Peroxalate) 中间体,因此这类反应亦称过氧草酰类化学发光反应。过氧草酸盐类化学发光分析应用的推广还有赖于新的荧光衍生试剂的开发。

(图)化学发光

 

 

5 . 吖啶酯类

    McCap r 等合成了一系列吖啶酯类化合物,对该类试剂的化学发光机理研究表明,发光效率与试剂中的可解离酸性基团的 pKa 有密切关系, pKa 一般应小于 11 。吖啶酯类化合物是一类很有前途的非放射性核酸探针标记物,用作 DNA 的发光探针,发光量子产率高,稳定性好,标记物对杂交反应的动力学和杂交体的稳定性无影响,可以直接在碱性介质中进行化学发光反应。

(图)化学发光

   

   

   

 

     以上五种化学发光剂化学发光量子产率高,水溶液稳定,能被多种氧化剂直接氧化而发光,也可被众多的金属离子催化发光反应而发光,许多无机、有机和生化组分也能增强或抑制其发光,因此应用十分广泛。目前报道的有邻菲咯啉,碱基水杨酸、罗明丹 —B 、没食子酸、香豆素、皮素,茜素紫、苏木色精,培花青,三苯甲烷类染料,丙酮、乙醇、羟胺等。这些试剂商品化程度高,价廉,使用方便,但化学发光量子产率较低,因此,研究增敏试剂来提高它们的化学发光量子产率是非常关键的。

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标签: 化学反应 反应能量 氨基苯二酰一肼 生物化学发光 化学发光 光子产率 红外线 光辐射 氧化还原反应 化学发光剂 邻菲咯啉 催化

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