第五章分子发光分析法.ppt

史绢线挽抚猎恩旱瑚斤干荔牵垣悯目半柳徐也帅凰烟妥叛譬间捶型圭乌伎第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法第五章第五章 分子发光分析法分子发光分析法一、一、基本原理基本原理principle 二、化学发光分析的特点二、化学发光分析的特点characteristics三三 装置与技术装置与技术instrument and technology第三节第三节 化学发光分析法化学发光分析法molecular luminescenceanalysischemiluminescenceanalysis吩宫妥秧口断楞齿柄乔椿比况撇酣狰地匀远萄种船栋奢讶已暮磅撵皖稗瓶第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024一、一、基本原理基本原理 principle1. 1. 化学发光反应化学发光反应 在化学反应过程中，某些化合物接受能量而被激发，从激发态返回基态时，发射出一定波长的光 A +B = C + D* D* → D + h （（1）能够发光的化合物大多为有机化合物，芳香族化合物；）能够发光的化合物大多为有机化合物，芳香族化合物；（（2）化学发光反应多为氧化还原反应，激发能与反应能相当）化学发光反应多为氧化还原反应，激发能与反应能相当  E=170～～300 kJ/mol；位于可见光区；；位于可见光区；（（3））发光持续时间较长，反应持续进行；发光持续时间较长，反应持续进行； 化学发光反应存在于生物体(萤火虫、海洋发光生物)中，称生物发光(bioluminescence)。

苫齿钥椅运仑浊善析克咋屁佐比咎履惶瓤休豆悟乓稠睬胺靖绷肿獭数凰凳第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/20242.2.化学发光效率化学发光效率化学效率：化学效率：发光效率：发光效率：时刻t 的化学发光强度(单位时间发射的光量子数)：dc/dt 分析物参加反应的速率；韦叼炎灿贬崩畏沥攒黍沟艺部私唉敏决罩骸扳藕卑勃芳豁土辰从蹲弦隅凝第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/20243.3.化学发光强度与化学发光分析的依据化学发光强度与化学发光分析的依据 在化学发光分析中，被分析物相对于发光试剂小得多，对于一级动力学反应： dc/dt =Kc； K 为反应速率常数定性依据：定性依据：（1）在一定条件下，峰值光强度与被测物浓度成线性；（2）在一定条件下，曲线下面积为发光总强度(S)，其与被测物浓度成线性：片琶美捞帛淡蝶爆豢泣角盎舜戳偏扩嘻鱼悦创穿悲驱打垃律崩桩锤撕恭赠第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/20244.4.化学发光反应的类型化学发光反应的类型（（1 1）气相化学发光反应）气相化学发光反应a. 一氧化氮与一氧化氮与O3的发光反应的发光反应 NO + O3 → NO2* NO2* → NO2 + h 发射的光谱范围：600～875nm，灵敏度1ng/cm-3；b.氧原子与氧原子与SO2、、NO、、CO的发光反应的发光反应 O3 → O2 + O （1000 C石英管中进行） SO2 + O + O → SO2* + O2 SO2 * → SO2* + h 最大发射波长：200nm；灵敏度1ng/cm-3； 庭颈怖拂该腋攫题捶陨漱比宙沁孙芝藩劣萨熄沼膏骆瞎讫二低绘苞防鸵鼓第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024 O3 → O2 + O （（1000  C石英管中进行石英管中进行）） NO + O → NO2* NO2 * → NO2 + h  发射光谱范围：发射光谱范围：400～～1400nm；灵敏度；灵敏度1ng/cm-3；；氧原子与氧原子与CO的发光反应：的发光反应： CO + O → CO2* CO2 * → CO2 + h  发射光谱范围：发射光谱范围：300～～500nm；灵敏度；灵敏度1ng/cm-3；； 氧原子与氧原子与NO的发光反应：的发光反应：桌搭萧烘靳凯凹报沂矢耽树烁涂读丢窃膛毡逆聘鲤鸿蓬扮姜全果什翟而讫第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024c. 乙烯与乙烯与O3的发光反应的发光反应 乙烯与乙烯与O3反应，生成激发态乙醛：反应，生成激发态乙醛： CH2O* → CH2O + h  最大发射波长：最大发射波长：435nm；对；对O3的特效反应；线性响应的特效反应；线性响应范围范围1 ng/cm-3 ～～1 g/cm-3；；辖磐禽滇狰梭蕊束条既唉猛兼惕丙芹巳产抚姑绒多懒攫某压券奏楔娥张甥第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024（（2 2）火焰中的化学发光反应）火焰中的化学发光反应 在富氢火焰中，也存在着很强的化学发光反应；在富氢火焰中，也存在着很强的化学发光反应；a. 一氧化氮一氧化氮 NO + H → HNO* HNO * → HNO + h  发射光谱范围：发射光谱范围：660～～770nm；； 最大发射波长：最大发射波长：690nm；； 在在富氢火焰中：富氢火焰中： NO2 + 2H → NO + H2O 该反应十分迅速；该反应十分迅速；馁洁勉械仙均炭缝女村章驳窘和擂滚晾垫划木痉哄吏肩名忧隆桨努疾铝挟第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024b.硫化物硫化物 挥发性硫化物挥发性硫化物SO2 、、H2S 、、CH3SH、、 CH3SCH3等在富等在富氢火焰中燃烧，产生很强的化学发光（蓝色）：氢火焰中燃烧，产生很强的化学发光（蓝色）： SO2 + 2H2 → S + 2H2O S + S → 2S2 * S2 * → S2 + h  发射光谱范围：发射光谱范围：350～～460nm；； 最大发射波长：最大发射波长：394nm；； 灵敏度：灵敏度： 0.2 ng/cm-3；； 发射光强度与硫化物浓度的平方成正比。

发射光强度与硫化物浓度的平方成正比宽补腊嘲溜墨厦辗掷粹庶糟锈呸吞狡硷晦恃雅印平直周胞壳烙倘悦洛缮咙第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024（（3 3）液相中的化学发光反应）液相中的化学发光反应 机理研究较多，在分析中应用最多；可测痕量的H2O2 、Cu、Mn、Co、V、Fe、Cr、Ce、Hg、Th等 应用最多的发光试剂：鲁米诺（3-氨基苯二甲酰肼）； 化学发光反应效率：0.15～0. 05； 鲁米诺在碱性溶液中与双氧水的反应过程：反应过程： 该发光反应速度慢，某些金属离子可催化反应；利用这一现象可测定这些金属离子鲁米诺在碱性溶液中与双氧水的反应过程：反应过程：毛喧臣巧缅朽蕾蛙王赎躇族打图铂嗡曝旭尽沏窥葬亭敖软租限诱单汛呕久第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/20245. 5. 化学与生物发光分析的应用化学与生物发光分析的应用（（1）） 该发光反应速度慢，某些金属离子可催化反应；利用该发光反应速度慢，某些金属离子可催化反应；利用这一现象可间接测定这些金属离子可测痕量的这一现象可间接测定这些金属离子可测痕量的Cu2+ 、、Mn2+、、Co2+、、V4+、、Fe2+、、 Fe3+、、 Ni2+、、Ag+、、Au3+、、Hg2+等等（（2）） 可检测低至可检测低至 10-9 mol/L 的的H2O2；；（（3）） 间接测定某些生物试样间接测定某些生物试样 氨基酸氨基酸 + O2  酮酸酮酸 +NH3 + H2O2 氨基酸氧化酶 葡萄糖葡萄糖 + O2 + H2O  葡萄糖酸葡萄糖酸 + H2O2 通过测定生成的通过测定生成的H2O2 ，确定氨基酸、葡萄糖含量。

确定氨基酸、葡萄糖含量葡萄糖氧化酶诽门诽呐身锯忱衔孜笆物率褒繁芽遥拉披亏脾孪陷绍吵碱幅侥玖唉看豪沤第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024 草酸二酯(能量提供体)+高浓度双氧水+稠环芳烃(能量接受体)+金属离子+溶剂组成的反应体系，可发出很强的可见光，发光效率高，使用不同的稠环芳烃，发射出不同颜色的光(冷光源)鲸赋毋剔竖新禹颤框桂悼仔谅诞云恋按嚼蛋岔貌冗杰玄安搂峨眩赤吻浦凸第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024生物发光分析应用生物发光分析应用 1 1 在pH 7～8；荧光素酶(E)和Mg2+的存在下，荧光素(LH2)与磷酸三腺甙(ATP)的反应，生成磷酸腺甙(AMP)荧光素和荧光素酸的复合物和镁的焦磷酸盐(ppi)： ATP + LH2 + E + Mg2+ AMP· LH2 · E +Mg ppi + 2H+pH7 - 8复合物与氧反应，产生化学发光： AMP· LH2 · E + O2 [氧化荧光素]* + AMP+CO2 + H2O[氧化荧光素]*  氧化荧光素 + h最大发射波长562nm；垦峪动掘番袖蚌跟挛掣事朔护做臣迷赡罪除芹惜靖弱花芹旧滓昆艳涩肚硝第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024生物发光分析应用生物发光分析应用 2 2 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)在细菌中的黄素酶作用下，在氧化型黄素单核苷酸(FMA)存在下，发生发光反应 ：NADH + FMA + H+  NAD+ + FMNH2NADH脱氢酶FMNH2 + RCHO + O2  FMN + RCOOH + H2O + h黄素酶最大发射波长495 nm；位牢赴缘私窃研淡慕湃锻悔阅柜磊驭术烬无辞仁僚利早习赵可冉诅祁驭效第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024二、二、特点特点 characteristics1. 1. 灵敏度极高灵敏度极高 例：荧光素酶和磷酸三腺甙(ATP)的化学发光分析，可测定210-17。

Mol/L的ATP，即可检测出一个细菌中的ATP含量2. 2. 仪器设备简单仪器设备简单 不需要光源、单色器和背景校正；3. 3. 发射光强度测量无干扰发射光强度测量无干扰 无背景光、散射光等干扰；4. 4. 线性范围宽线性范围宽5. 5. 分析速度快分析速度快缺点：可供发光用的试剂少；发光反应效率低（大大低于生物体中的发光）；机理研究少 砖佳芯谦瞳抬扭装榆阔炒靳模软装准桐拧糜倾矢镊甚侧跋摧保疥文半碎底第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024至机巷厂正坠岔夏浴摇钓衰未掷琶潍滞私浆牢同奥咯怀湖还糜筏史纷予抛第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024贵钾聪标敲骸岳枢澡苍蚕惹晦色疹驱侨聪吴宠盅尸喊道菩尸她逆忽惶吟议第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024三、三、装置与技术装置与技术 instrument and technology 装置流程：装置流程：发光反应室发光反应室光检测器光检测器信号放大器信号放大器显示与记录显示与记录 发光反应可采用静态或流动注射的方式进行：发光反应可采用静态或流动注射的方式进行： 静静态态方方式式：用注射器分别将试剂加入到反应器中混合， 测最大光强度或总发光量；试样量小，重复性差； 流流动动注注射射方方式式：用蠕动泵分别将试剂连续送入混合器，定时通过测量室，连续发光，测定光强度；试样量大；灯缴狞世便嘛倘毁佐衔怖恒午含撵棒带细欺顶虚壤菩忱城需综撵帝髓淘蟹第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024内容选择：内容选择：第一节第一节 分子荧光和磷光分子荧光和磷光molecular fluorescence and phosphorescence第二节第二节 分子荧光和磷光分析法分子荧光和磷光分析法molecular fluorescence and phosphorescence analysis第三节第三节 分子发光分析分子发光分析chemiluminescence analysis结束结束腐醉俭硝赛近枫名蹬俺疆啸掀类赶详庭嘱纯着鳖酞之咎稠垦涂师绝馋陋爽第五章分子发光分析法第五章分子发光分析法9/18/2024。