化学发光分析法的应用研究与新进展
化学发光分析法的应用研究与新进展
摘要：化学发光分析法是根据化学反应的发光强度或发光总量确定相应组分含量的一种分析方法。同荧光法相比，化学发光法不需要外来的光源，减少了拉曼散射和瑞利散射，降低了噪音信号的干扰，提高了检测的信噪比，扩大了线性范围。并具通过特定的化学发光可以定性定量的测定微量物质，有操作方便，易于实现自动化，分析快等特点。同时在实践的过程中化学发光分析法与其他方法相比较其灵敏度也较高，此外线性范围宽和仪器简单也是化学发光分析法的特点之一。正是基于这些特点，化学发光分析法在环境化学、临床医学、生物科学等领域得到十分广泛的应用和研究。本文从化学发光分析法的原理、优缺点和应用研究的新进展等方面进行了综述。
关键词：化学发光分析法，化学发光体系，鲁米诺，光泽精
引言
化学发光是化学反应体系中的某些分子或原子中的电子，如反应物、中间体或反应产物吸收了化学反应释放出的化学能后，由基态（较低能级）跃迁到激发态（较高能级），然后再返回到基态，并释放光子所产生的光辐射[2]。化学发光又称为冷光，它是在没有任何光、热或电场等激发的情况下由化学反应而产生的光辐射。由于不需要外源性激发光源，避免了背景光和杂散光的干扰，降低了噪声，大大提高了信噪比。具有灵敏度高，线性范围宽，设备简单，操作方便，易于实现自动化，分析快等特点。在生物工程学，药物学，分子生物学，临床和环境化学等各个领域正显示出它蓬勃的生机。本文主要介绍化学发光分析法的原理、优缺点，常用的化学发光试剂及其体系，和在环境化学、临床医学、生物科学等领域的应用研究和化学发光分析法的近两年的应用新进展。
1 化学发光
1.1化学发光的原理
发光是指分子或原子中的电子吸收能量后，由基态（较低能级）跃迁到激发态（较高能级），然后再返回到基态，并释放光子的过程。根据形成激发态分子
的能量来源不同可分为：光照发光、生物发光、化学发光等。光照发光（photoluminescence）是指发光剂（荧光素）经短波长的入射光照射后，电子吸收能量跃迁到激发态，在其回复至基态时，发射出较长波长的可见光（荧光）。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)。化学发光（chemiluminescence）是指伴随化学反应过程所产生的光的发射现象。某些物质（发光剂）在化学反应时，吸收了反应过程中所产生的化学能，使反应的产物分子或反应的中间态分子中的电子跃迁到激发态，当电子从激发态回复到基态时，以发射光子的形式释放出能量的现象。
化学效率主要取决于发光所依赖的化学反应本身；而发光效率则取决于发光体本身的结构和性质，也受环境的影响。
化学发光反应的发光强度Icl是以单位时间内发射的光子数表示，它与化学发光反应的速率有关。时刻t 的化学发光强度（单位时间发射的光量子数）：
如果反应是一级动力学反应，t时刻的化学发光强度Icl与该时刻的分析物浓度c成正比，即化学发光峰值强度与分析物浓度c成线性关系。在化学发光分析中，常用已知时间内的发光总强度来进行定量分析。
1.2化学发光类型
一些化学反应能释放足够的能量把参加反应的物质激发到能发射光的电子激发态，若被激发的是一个反应产物分子，则这种反应过程叫直接化学发光[2]。
反应过程可简单地描述如下：
A+ B →C*
C* → C + hv
其中v为光子，C*表示C处于单线激发态；若激发能传递到另一个未参加化学反应的分子D上，使D分子激发到电子激发态，D分子从激发态回到基态时发光，这种过程叫间接化学发光[2]。反应过程可表示如下：
A +
B →C*
C* + D → C + D*
D* → D + hv
2 化学发光分析法
化学发光(Chemiluminescence ，简称CL) 分析法是分子发光光谱分析法中的一类，是指物质在进行化学反应时，由于吸收了反应时产生的化学能，而使反应产物分子激发至激发态,受激分子由激发态回到基态时，便发出一定波长的光[5]。根据化学发光反应在某一时刻的发光强度或发光总量来确定组分含量的分析方法[11]。可将化学发光分析法分为：普通化学发光分析法 ( 供能反应为一般化学反应 ) ，生物化学发光分析法 ( 供能反应为生物化学反应；简称 BCL)，电致化学发光分析法 ( 供能反应为电化学反应，简称 ECL) 等。
2.1 化学发光分析法的优点
化学发光分析检测具有如下优点：
一、灵敏度高，灵敏度高是化学分析关键的优越性，用其进行免疫分析，其灵敏度可达11-22mol/ L（RIA为10-12mol/L），化学发光免疫分析能够检出放射免疫分析和酶免疫分析等方法无法检出的物质，对疾病的早期诊断具有十分重要的意义；
二、宽的线性动力学范围，发光强度在4-6个数量级之间与测定物质浓度间呈线性关系；
三、光信号持续时间长，辉光型化学发光信号持续时间可达数小时甚至一天，简化了实验操作与测量；
四、分析方法简便快速，绝大多数分析测定仅需一种试剂（复合试剂）的一
步模式；
五、结果稳定误差小，样品系直接自己发光，不需要任何光源照射，免除了各种可能对分析结果带来影响的因素，例如光源稳定性，光散射，光波选择器等。
2.2 化学发光分析法的缺点
化学发光法不足之处是其发光在瞬间完成，发光强度峰值衰减时间短，有些发光反应时间不到10秒钟，光背景高，造成检测结果稳定性和重现性差，另外，需要发光时间，目前可以被利用的发光试剂不多，因此该法的推广应用受到一定程度的限制[5]。
3 常用的化学发光试剂及其体系
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。化学发光体系主要由化学发光剂，与化学发光剂反应的试剂、催化剂、增敏剂、缓冲剂、溶剂等组成。
3.1 鲁米诺化学发光体系
鲁米诺（5-氨基-2,3-二氢-1,4-二杂氮萘二酮，也称3-氨基邻苯二甲酰肼）是最常用的液相化学发光试剂之一。其在碱性条件下可被一些氧化剂氧化，形成叠氮醌，叠氮醌在碱性溶液中在催化剂Fe2+的作用下[14]，与氧化剂过氧化氢作用生成不稳定的跨环过氧化物中间体，然后再转化为激发态的3-安吉邻苯二甲酸跟阴离子，当其价电子从第一电子激发态的最低振动能级跃迁回到基态中各个不同振动能级时，便产生出最大发射波长为425nm的化学发光。此反应的发光强度（峰值强度）或发光总量可以确定反应中的相应组分含量，通过特定的化学发光可以定性定量的测定微量物质，具有操作方便，易于实现自动化，分析快等特点。鲁米诺的衍生物主要有异鲁米诺、4-氨基已基-N-乙基异鲁诺及AHEI和ABEI等。
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。
3.2 过氧草酸酯类化学发光体系
过氧草酸酯(peroxalate) 类化学发光体系最早发现于20世纪60年代，最初主要用于军事目的，后来逐渐转入民用。过氧草酸酯类化学发光体系有4种要素化合物，即荧光剂、草酸酯、过氧化氢、催化剂。其化学发光的基本原理是：在合适的荧光化合物(增敏剂) 的存在下，过氧化氢诱导氧化芳香基草酸酯放出能量，而由化学发光染料分子吸收后转化为光能，以荧光形式放出[8]。这种发光体系除了能用于制造各种冷光源外，还广泛应用于各类化学发光分析。与鲁米诺及其类似物化学发光体系相比,主要优点是量子产量高，因而具有较高的灵敏度，金属离子和氧分子干扰少。
3.3 高锰酸钾化学发光反应体系
高锰酸钾是化学发光反应中常用的强氧化剂[3]，高锰酸钾化学发光反应可用来测定两类物质，一类是能直接与高锰酸钾产生化学发光反应的有机物，该有机物的分子结构大多数都含有多个羟基或氨基。另一类是基于能量转移机理测定荧光物质。高锰酸钾可以氧化很多种有机物从而产生化学发光[4]，某些不易与鲁米诺发光进行测定的物质，可以利用高锰酸钾的高氧化性与之反应，得到满意的测定结果。从而不断开发了新的化学发光体系，扩展了化学发光的应用范围。
3.4 其它化学发光反应体系
其它化学发光反应体系如吖啶酯化合物，是应用最广泛的化学发光剂之一。代表性物质为光泽精。光泽精是使用较早的一种优良发光试剂，在碱性介质中如被过氧化氢等氧化剂氧化后的产物吸收了反应放出的热量而处于激发态，发射蓝绿光并回到基态。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。
4 化学发光分析法的应用
化学发光的高灵敏度，宽线性范围，分析快速简便，安全性好等优势使得化
学发光作为一种光谱检测手段，越来越受到大家的关注。随着研究的升入，化学发光有着其广泛的应用前景。
4.1化学发光法在环境监测中的应用
4.1.1化学发光分析与毛细管电泳技术的联用
化学发光分析结合毛细管电泳技术联用的现代测试技术在环境监测工作中应用较多。
刘等[14]用柱头场放大样品富集技术测定镍，使镍离子的灵敏度得到显著提高，其检测限为7.0?10-11mol/L。卫洪清等[15]以邻菲咯琳为配位剂，在鲁米诺一过氧化氢体系中，对两种形态的铁元素(Fe(II)和Fe(III))进行了分离和检测。除了直接用化学发光法检测金属离子外，还可以用间接化学发光法。如任吉存等[16]以钻离子为探针，在鲁米诺一过氧化氢体系中用间接化学发光的方法在线分离和检测了18种金属离子，检测限比间接紫外检测方法低三个数量级，比间接激光诱导荧光法低两个数量级。
4.1.1 金属离子分析
痕量金属离子对化学发光反应具有很好的催化作用，因而化学发光测定金属离子[17,18,19]得到广泛的应用(见表1)。此外，文献上记载最早的化学发光试剂洛粉碱被用于多种元素的分析测定。
4.1.2 其它化合物的分析
四价铈可直接与多种还原性无机物或者有机物放生氧化还原反应，是强氧化性化学发光剂之一。尽管发光体系比较简单，可是因为不收Cl-的影响，更合适检测水样中有机物污染的程度。
化学发光反应中，过氧化氢是最常用的一种氧化剂，因此有关H2O2化学发光分析涉及到鲁米诺、过氧草酸酯及光泽精等化学发光反应的较多( 见表2)。
4.2化学发光法在临床医学中的应用
4.2.1 药物
根据药物的不同类型选择不同的化学发光分析方法。目前较常用的方法是直接氧化化学发光。药物大多为一些有机化合物，有机化合物的同系物结构和性质相似，使单一组分的测定遇到困难，因此有机化合物同系物的分析常与HPLC相结合。在碱性溶液中用N-溴代丁二酰亚铵氧化含有酰胺基的药物产生化学发光，如利福霉素等检测限在1.23m g／L～0.5 g／L之间。氧化四环素类药物检出限在0.02-0.04 mg／L之间。
有机酸的化学发光分析(见表3)，例如在临床医学上[1]，草酸是一个重要的检测项目，可以直接用氧化化学发光反应测定尿液和草酸二乙酯中的草酸盐及游离的草酸。在临床医学上，草酸是一个重要的检测项目，可以直接用氧化化学发光反应测定尿液和草酸二乙酯中的草酸盐及游离的草酸。另外还可以测定苯酮尿症病人的尿液的苯丙酮酸的含量，方法是先在碱性条件下将苯丙酮酸氧化成1,2-二氧杂环丁烷类化合物，然后裂解产生化学发光。另外可以Fe(III)草酸配合物光解得到Fe(II)，催化鲁米诺-过氧化氢化学发光反应，此法线性范围为0.1～100uM。由于高锰酸钾的强氧化性，对于碘和抗坏血酸的测定就发现了多种体系[10, 20]。不过由于高锰酸钾和多种物质均有化学发光，因此高锰酸钾体系用于实际物质的化学发光测定干扰较严重，为提高分析方法的选择性，吴明星等[9]人对高锰酸钾同时作用于V C和罗丹明B 的化学发光行为进行了研究。
4.2.2 血液
许多实验研究对加入Fe2+盐的不同疾病患者血闭合性局部缺血、血氧含量下降以及出血、手术性休克病人血浆和血清的发光强度降低。与此相反，风湿性关
节炎、阑尾炎、胆囊炎、胰腺炎等炎性疾病患者血浆和血浆和血清的化学发光进行的测量表明，与正常健康人相比，腹腔器官局部缺血、肢端清的发光强度升高。降低和升高的幅度与疾病的严重程度有关。有研究提出，利用此方法有可能对非典型的心肌梗塞和腹腔器官炎性疾病做出区别诊断。
4.2.3 尿液的化学发光
利用尿液的化学发光可以研究肾脏功能的变化。将Fe2+盐加入尿液中，测量其化学发光，发现肾功能不足者尿液的发光强度降低。与正常健康人相比，阑尾炎患者尿液的发光强度则有不同程度的提高。利用这一方法可以评估肾脏的排泄及收缩功能。
4.2.4 抗氧化活性的测定
利用发光测量技术可以评价某些生物组织和体液的抗氧化活性。以某一稳定的发光系统为模型，如脂肪体、线粒体、卵黄脂蛋白等，将待测的抗氧化物质加入该系统，然后加入Fe2+盐，测量其化学发光。根据系统化学发光被抑制的程度可以评价物质的抗氧化活性。利用这一方法进行的研究证明，不同疾病患者血浆和血清的抗氧化活性是不同的。
4.3 化学化光在生物科学领域的应用
化学发光在生物科学领域也有着很多应用，主要简介如下：
4.3.1 氨基酸
在生物科学领域中氨基酸分析方法的改进有利于推动生物技术、基因工程、DNA 重组和基因克隆等的发展。由于绝大多数氨基酸没有内源荧光特性，因此用过氧草酸盐体系测定氨基酸需将其衍生成荧光物质，但此法避免不了衍生法所固有的缺点。一般来说，仲胺反应产生的的发光强度比伯胺大。对氨基酸上取代基性质研究表明，给电子基有利于增强化学发光强度。
4.3.2 有机碱
胺类化合物第一离子化电势呈如下规律: 伯胺> 仲胺> 叔胺，并随碳链增长，离子化电势逐渐下降，因此叔胺化合物的检测限较低，0.28pM。在生物科学领域中胺类化合物的分析，较多的是经柱前衍生生成荧光衍生物，分离后用过氧草酸盐化学发光体系检测，也可将其生成希夫碱或其它产物氧化而发光。有些碱如肾上腺素等可直接氧化而发光。通常有一个经验规则，假如一物质具有荧
光或其反应产物有荧光，该物质一般可发生化学发光反应，但也有例外。嘌呤碱是核酸的基础物质，因此对嘌呤碱的分析测定将推动DNA分析方法的发展。在酸性醇液中腺嘌呤与苯甲醛反应，然后用过氧化氢氧化反应产生化学发光，此法具有很好的选择性，线性范围为1.5×10-7 ~ 5.0×10-7M，用此法测定鸟嘌呤灵敏度比荧光法高20倍。
4.3.3糖类、类固醇，类酯
光泽精体系可用于测定一些还原性物质，如乳糖、葡萄糖，用于抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的分析测定有很高的灵敏度。但此法用于复杂样品分析却因干扰多而受到限制。用草酰胺化学发光照相法测定了葡萄糖。在微量滴定板上将草酰胺发光剂、荧光增感剂及50uL试样混合，于5min内用照相荧光剂测定液斑的发光强度，可检出100pmo l的萄萄糖。糖类物质测定的另一个重要方法是测定酶反应产生的H2O2，由此对酶底物——葡萄糖、乳糖等进行测定。而酶的固定化技术为此法的发展注入了新的活力。一些特异性酶如类固醇脱氢酶和其它荧光素酶与合适底物反应产生H2O2，通过测定H2O2达到分析测定底物肾上腺色腙[12]的目的。
4.4 化学发光分析法的应用研究新进展
赵兴圣[21]采用静态注射的方式注入鲁米诺过氧化氢化学发光试剂，通过IFFL-D流动注射化学发光分析仪测定并记录其化学发光强度，根据测定结果能够快速鉴定出小锈钢中的锰、铝、镍元素，从而判断出小锈钢的钢种和钢号且鉴定液原料成本较低；分析测试时间缩短为10 min以内，整个操作实验条件较温和，有利于自动化的分析操作。王奕璇等[22]在碱性介质中，基于多潘立酮对纳米银(AgNPs)增敏I,uminol-KMn()化学发光体系发光信号的抑制作用，结合流动注射技术，提出了测定多潘立酮的化学发光分析新方法。该法灵敏、准确、快速，用于样品中多潘立酮的测定，结果满意。
蒋清民，张可擎，王军[23]采用流动注射化学发光新方法，测定了盐酸沙拉沙星注射液中沙拉沙星的含量，回收率为95.1%~101.4%，该法快速、简单、灵敏度高、选择性好。谷秀娟[24]等采用化学发光分析法、电化学发光分析法分别对醛固酮(ALD)、氮末端脑钠肽前体(NT-proBNP)进行检测分析，并进行统计学分析，观察到ALD、NT-proBNP的浓度分别为(256.0±60.9 ) 、(1920±689.08 )ng/L，得出了检测血清ALD、NT-proBNP , cTnI浓度，可以为临床筛查高血压合并AMI
提供有价值的实验室依据，为早期发现高血压合并AMI患者提供有效的帮助，降低心血管事件的发生率。黄显杨，李妍媛[25]探究了不同血液处理方式对微粒子化学发光法检测胰岛素的影响，对COPD患者血清DD和hs-CRP的检测可以帮助临床了解患者的情况，排除肺栓塞，为更好治疗COPD提供参考。
5 结论
化学发光作为光谱分析中重要的分析手段越来越受到普遍的关注，由于其不需要外源性激发光源，避免了背景光和杂散光的干扰，降低了噪声，大大提高了信噪比，而且可以定性定量的测定微量物质，有灵敏度高，线性范围宽，设备简单，操作方便，易于实现自动化，分析速度快等特点，在化学、生物学领域常用作动力学研究和化学反应机理研究，在环境、生物、化学和医学领域用作金属离子及有机物的分析，并可作为检测手段与其他分析方法联合使用。虽然由于化学发光试剂的稀少，化学发光的选择性差等问题限制了其广阔应用，这些问题也受到大家的普遍注意。但是综合起来分析，化学发光分析法仍是一种很有发展前途的分析技术，有着非常广阔的应用前景。
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第五章分子发光分析法习题答案
第五章分子发光分析法 2、简述影响荧光效率的主要因素 答：荧光效率（Ψ?）＝发荧光的分子数/激发态分子总数。荧光效率越高，辐射跃迁概率越大，物质发射的荧光也就越强，则Ψ?＝K?/( K?+∑Ki)， 一般来说，K?主要取决于物质的化学结构，而∑Ki则主要取决于化学环 境，同时也与化学结构有关，其影响因素有： ①分子结构：发荧光的物质分子中必须含有共轭双键这样的强吸收基 团，且共轭体系越大，л电子的离域性越强，越易被激发而产生荧光。 随着共轭芳环增大，荧光效率提高，荧光峰向长波方向移动。 ②a其次，分子的刚性平面结构有利于荧光的产生，有些有机配位剂与金属离子 形成螯合物后荧光大大增强；b给电子取代基如－OH、－NH 2、－NR 2 和-OR等可 使共轭体系增大，导致荧光增强；吸电子基如－COOH、－NO和－NO 2 等使荧光减弱，c随着卤素取代基中卤素原子序数的增加，物质的荧光减弱，而磷光增强。 ③环境a溶剂的极性增强，对激发态会产生更大的稳定作用，结果使物质的荧光波长红移，荧光强度增大；b对于大多数荧光物质，升高温度会使非辐射跃迁概率增大，荧光效率降低；c大多数含酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质受溶液PH的影响很大；d溶液中表面活性剂的存在减小非辐射跃迁的概率，提高荧光效率；e溶液中溶解氧的存在，使激发态单重态分子向三重态的体系间窜跃速率加大，会使荧光效率减低。 3、试从原理和仪器两方面比较吸光光度法和荧光分析法的异同，并说明为什么 荧光法的检出能力优于吸光光度法 答：原理：紫外－可见吸收光谱法是根据溶液中物质的分子或离子对紫外和可见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法，而荧光分析法是由于处于第一激发单重态最低能级的分子以辐射跃迁的形成返回基态各振动能级时产生的荧光的分析方法，两者的区别在于前者研究的是吸收光谱，且电子跃迁为激发态的振动能级到基态的振动能级间的跃迁。 仪器：荧光分析仪器与分光光度计的主要差别有：a 荧光分析仪器采用垂直测量方式，即在与激发光相垂直的方向测量荧光，以消除透射光的影响；b 荧光分析器有两个单色器，分别用于获得单色器较好的激发光和用于分出某一波长的荧光，消除其它杂散光干扰。 因为荧光分析法的灵敏度高，其检出限通常比分光光度法低2～4个数量级，选择性也比分光光度法好，这是由于：a 荧光分析仪器在与激发光相垂直的方向测量荧光，与分光光度在一直线上测量相比，消除了透射光的影响，测量更为准确，灵敏度高；b 吸光光度法只采用一个单色器，而荧光分析仪器有两个单色器，
电化学分析方法
杨航锋化学工程2111506055 电化学分析法 电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。操作方便，许多电化学分析法既可定性，又可定量；既能分析有机物，又能分析无机物，并且许多方法便于自动化，可用于，在生产、等各个领域有着广泛的应用。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分，可分为：电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 1.电位分析法 电位分析法是利用电极电位与溶液中待测物质离子的活度（或浓度）的关系进行分析的一种电化学分析法。Nernst方程式就是表示电极电位与离子的活度（或浓度）的关系式，所以Nernst方程式是电位分析法的理论基础。
电位分析法利用一支指示电极（对待测离子响应的电极）及一支参比电极（常用SCE）构成一个测量电池（是一个原电池）如上图所示。在溶液平衡体系不发生变化及电池回路零电流条件下，测得电池的电动势（或指示电极的电位）E ＝φ参比－φ指示由于φ参比不变，φ指示符合Nernst方程式，所以E的大晓取决于待测物质离子的活度（或浓度），从而达到分析的目的。 1.1电位分析法的分类 直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极，选择性地把待测离子的活度（或浓度）转化为电极电位加以测量，根据Nernst方程式，求出待测离子的活度（或浓度），也称为离子选择电极法。这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。 电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。 1.1.1 直接电位法特点 1.应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定，尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度，所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。 2.测定速度快，测定的离子浓度范围宽。可以制作成传感器，用于工业生产流程或环境监测的自动检测；可以微型化，做成微电极，用于微区、血液、活体、
化学发光法及其应用
化学发光法及其应用 摘要：对近年来化学发光分析法的研究应用最新进展作了评述,包括化学发光体系的类型,化学发光法的新方法，化学发光在无机、药物分析及食品中的应用。 关键字：化学发光法；化学发光体系；应用； 化学发光是在没有光、电、磁、声、热源激发的情况下，由化学反应或生物化学反应产生的一种光辐射。以此为基础的化学发光化学发光(Chemiluminescence ，简称CL)分析法是近30 年来发展起来的一种高灵敏的微量及痕量分析法，由于可以进行发射光子计量，又没有外来激发光源存在时散射光背景的干扰，因而具有很高的灵敏度(检出限可达 10-12-10-21mol)，很宽的线性范围(3-6个数量级)，同时仪器设备又很简单、廉价、易微型化，在二十世纪的最后十年发展非常迅速。 近来,在改进和完善原有发光试剂和体系的同时，新发光试剂的合成,新体系的开发，与其它技术的联用，尤其是流动注射技术，传感器技术，HPLC 技术及各种固定化试剂技术的联用，更显示出化学发光分析快速，灵敏，简便等优点，也进一步拓宽了化学发光的应用范围。并且，化学发光在多类复杂有机物质，如氨基酸、蛋白质、维生素、核酸、DNA、激素、生物碱及各类药物及毒物的检测，多种生物活性物质的分析，多种抗体和抗原的免疫分析，基因芯片、蛋白质芯片、受体芯片、酶芯片、微流控芯片研究中得到了广泛地应用，而且呈现出上升趋势。为生命科学、环境科学、材料科学的研究提供了许多新的、高灵敏度的、有效的分析手段，推动了这方面科学理论和高新技术的发展；同时，其他相关学科的研究成果也为化学发光和生物发光提供了许多新的技术和手段，出现了许多新的化学发光和生物发光法，如纳米发光、发光成像、发光活体分析，大大促进了化学发光的发展及应用。本文将从以下几个方面论述化学发光分析法。 1 化学发光分析法的原理 化学发光(Chemiluminescence，简称CL) 分析法是分子发光光谱分析法中的一类，是指物质在进行化学反应时，由于吸收了反应时产生的化学能，而使反应产物分子激发至激发态，受激分子由激发态回到基态时，便发出一定波长的光。根据化学发光反应在某一时刻的发光强度或发光总量来确定组分含量的分析方法叫化学发光分析法[1]。 换句话说，化学发光是指吸收了化学反应能的分子由激发态回到基态时所产生的光辐射现象, 广义的化学发光也包括电致化学发光。一个化学反应要产生化学发光现象, 必须满足
分子发光分析法总结
第12章分子发光分析法 12.1.0发射光谱 物质通过电致激发、热致激发或光致激发等激发过程获得能量，变为激发态原子或分子M*，当从激发态过渡到低能态或基态时产生发射光谱，多余能量以光的形式发射出来：M*→M+hν 通过测量物质的发射光谱的波长和强度来进行定性和定量分析的方法叫做发射光谱分析法。分子荧光和磷光分析法属于发射光谱法。 12.1.1分子荧光和磷光分析法 1.荧光和磷光的产生 1)Jablonski能级图 2)多重度：M=2s+1（s为电子自旋量子数的代数和，其值为0或1） 单重态（S）：分子中全部轨道里的电子自旋配对，即s=0，M=1 三重态（T）：电子在跃迁过程中自旋方向改变，分子中出现两个自旋不配对的电子，即s=1，M=3 三重态能级比相应单重态能级略低。
3)去活化：处在激发态的不稳定分子返回基态的过程。 振动弛豫：分子吸收光辐射后从基态的最低振动能级跃迁到激发态的较高振动能级，然后失活到该电子能级的最低振动能级上。 内转换：相同多重度等能态间的无辐射跃迁。 外转换（猝灭）：激发分子通过与溶剂或其他溶质间的相互作用导致能量转换而使荧光或磷光强度减弱或消失。 系间跨越：不同多重度等能态间的无辐射跃迁。 荧光发射：单重激发态最低振动能级至基态各振动能级的跃迁。 磷光发射：三重激发态最低振动能级至基态各振动能级的跃迁。 2.激发光谱和发射光谱及其特征 激发光谱：以激发波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图。 发射光谱：以发射波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图。 荧光发射光谱的特点： 1)Stokes位移：在溶液中，分子荧光的发射峰相比吸收峰位移到较长的波长。 2)荧光发射光谱与激发波长的选择无关。 3)镜像规则：荧光发射光谱和激发光谱镜像对称。 12.1.2荧光量子产率和分子结构的关系 荧光量子产率（荧光效率/量子效率）：表示物质发射荧光的能力，
四川大学仪器分析第八章分子发光分析法答案
第八章分子发光分析法 基本要求：了解荧光的产生和影响荧光强度的因素， 掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点， 重点：荧光光谱法的定量关系、应用特点。 难点：荧光的产生和影响荧光强度的因素。 参考学时：3学时 作业参考答案 1.简述荧光法产生的基本原理。具有什么样结构的物质最容易发荧光 答：物质受电磁辐射激发后，被激发的分子从第一电子激发单重态的最低振动能级回到基态而发射荧光，基于测量化合物的荧光而建立起来的分析方法即为荧光分析法。 芳香族化合物、带有平面刚性结构的化合物、带稠环结构的化合物容易发荧光。 2.解释下列名词：单重态、三重态、荧光、振动弛豫、内转换、外转换、失活、系间窜跃、 荧光量子产率、激发光谱、荧光光谱 答：单重态：电子自旋都配对的分子的电子状态称为单重态。 三重态：有两个电子自旋不配对而同方向的状态。 荧光：受光激发的分子从第一激发单重态(S1)的最低振动能级回到基态(S0)所发出的辐射； 振动弛豫：由于分子间的碰撞，振动激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级失活至较低振动能级，多余的振动能以热的形式失去的过程。 内转换：在相同激发多重态的两个电子能级间，电子由高能级以无辐射跃迁方式进到较低能级的分子内过程。 外转换：激发态分子与溶剂或其他溶质间的相互作用和能量转换而使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程。 失活：激发态分子不稳定，他要以辐射跃迁或无辐射跃迁的方式回到基态，这就是激发态分子的失活。 系间窜跃：激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的多重态发生变化的无辐射跃迁过程。 荧光量子产率：表示物质分子发射荧光的能力。荧光量子产率＝发射荧光的分子数/激发态的分子数＝发射的光子数/吸收的光子数 激发光谱：在荧光最强的波长处测量随激发光波长的改变而变化的荧光强度，将荧光强度对激发光波长作图，即得到激发光谱，实际为荧光物质的吸收光谱。 荧光光谱：如果将激发光的波长固定在最大激发波长处，测量不同荧光波长处荧光的强度，将荧光强度对荧光波长作图便得到荧光光谱（或称发射光谱）。 3.溶液中，溶剂的极性、pH值及温度是如何影响荧光强度的。 答：溶剂的影响：随着溶剂极性增加，荧光物质的n—π*跃迁能量增大，π—π*跃迁的能量降低，从而导致荧光强度增加，荧光波长红移。溶剂若能和荧光物质形成氢键或使荧光物质的电离状态改变，会使荧光强度、荧光波长改变。含重原子的溶剂（碘乙烷、四
化学发光分析法的应用研究与新进展
化学发光分析法的应用研究与新进展 摘要：化学发光分析法是根据化学反应的发光强度或发光总量确定相应组分含量的一种分析方法。同荧光法相比，化学发光法不需要外来的光源，减少了拉曼散射和瑞利散射，降低了噪音信号的干扰，提高了检测的信噪比，扩大了线性范围。并具通过特定的化学发光可以定性定量的测定微量物质，有操作方便，易于实现自动化，分析快等特点。同时在实践的过程中化学发光分析法与其他方法相比较其灵敏度也较高，此外线性范围宽和仪器简单也是化学发光分析法的特点之一。正是基于这些特点，化学发光分析法在环境化学、临床医学、生物科学等领域得到十分广泛的应用和研究。本文从化学发光分析法的原理、优缺点和应用研究的新进展等方面进行了综述。 关键词：化学发光分析法，化学发光体系，鲁米诺，光泽精 引言 化学发光是化学反应体系中的某些分子或原子中的电子，如反应物、中间体或反应产物吸收了化学反应释放出的化学能后，由基态（较低能级）跃迁到激发态（较高能级），然后再返回到基态，并释放光子所产生的光辐射[2]。化学发光又称为冷光，它是在没有任何光、热或电场等激发的情况下由化学反应而产生的光辐射。由于不需要外源性激发光源，避免了背景光和杂散光的干扰，降低了噪声，大大提高了信噪比。具有灵敏度高，线性范围宽，设备简单，操作方便，易于实现自动化，分析快等特点。在生物工程学，药物学，分子生物学，临床和环境化学等各个领域正显示出它蓬勃的生机。本文主要介绍化学发光分析法的原理、优缺点，常用的化学发光试剂及其体系，和在环境化学、临床医学、生物科学等领域的应用研究和化学发光分析法的近两年的应用新进展。 1 化学发光 1.1化学发光的原理 发光是指分子或原子中的电子吸收能量后，由基态（较低能级）跃迁到激发态（较高能级），然后再返回到基态，并释放光子的过程。根据形成激发态分子
电化学分析法(最全)汇总
电化学分析法 [日期：2011-06-24] 来源：作者：[字体：大中小] 电化学分析法（electroanalytical chemistry）是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分，根据被测组分的电化学性质，通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比，所需仪器简单，有很高的灵敏度和准确度，分析速度快，特别是测定过程的电信号，易与计算机联用，可实现自动化或连续分析。目前，电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法，它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差)，以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势，直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来，由于离子选择性电极的迅速发展，各种类型的离子选择性电极相继出现，应用它作为指示电极进行电势分析，具有简便、快速和灵敏的特点，特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此，直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确，但操作相对麻烦，并且需要仪器，所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂，或者待测液混浊、有色，不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 基本原理 在电势分析法中，构成原电池的两个电极，其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化，称为指示电极；而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响，具有恒定的数值，称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池，通过测量原电池的电动势，即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M，根据能斯特公式，其电极电势可表示为：
(完整版)荧光和化学发光免疫分析方法
荧光和化学发光免疫分析方法 免疫分析是利用抗原抗体反应进行的检测方法，即利用抗原与抗体的特异性反应，应用制备好的抗原或抗体作为试剂，以检测标本中的相应抗体或抗原。由于免疫的特异性结合，免疫分析方法具有很好的选择性，荧光免疫分析和化学发光免疫分析是其中典型的两种。本文将对这两种免疫分析方法进行详细的介绍。 一、免疫 免疫是指机体免疫系统识别自身与异己物质，并通过免疫应答排除抗原性异物，以维持机体生理平衡的功能。免疫是人体的一种生理功能，人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分，从而破坏和排斥进入人体的抗原物质，或人体本身所产生的损伤细胞和肿瘤细胞等，以维持人体的健康。 特异性免疫系统，是一个专一性的免疫机制，针对一种抗原所生成的免疫淋巴细胞（浆细胞）分泌的抗体，只能对同一种抗原发挥免疫功能。而对变异或其他抗原毫无作用。 1、抗原 1.1抗原的定义 抗原：是一类能刺激机体免疫系统使之产生特异性免疫应答(免疫原性) ，并能与相应抗体在体内或体外发生特异性结合的物质(免疫反应性)。 抗原一般为大分子物质，其分子量在10kD以上。 1.2抗原的分类 完全抗原：同时具有免疫原性和免疫反应性的抗原，如细菌、病毒、异种动物血清等。
半抗原：仅具有与相应抗原或致敏淋巴细胞结合的免疫反应性，而无免疫原性的物质。如大多数的多糖、类脂及一些简单的化学物质，它们本身不具免疫原性，但当与蛋白质大分子结合后形成复合物，便获得了免疫原性， 1.3抗原的性质 决定簇是指抗原分子表面的基团，它直接决定免疫学反映的特异性。 抗原通过抗原决定簇与相应淋巴细胞表面抗原受体结合，从而激活淋巴细胞，引起免疫应答，抗原也藉此与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合。 因此，抗原决定簇是被免疫细胞识别的靶结构，也是免疫反应具有特异性的物质基础。 2、抗体 2.1抗体的定义 抗体：是机体受抗原刺激后，由淋巴细胞合成的一类能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。 2.2抗体的结构 抗体是机体受抗原刺激后，由淋巴细胞特别是浆细胞合成的一类能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白，因其具有免疫活性故又称作免疫球蛋白。 人免疫球蛋白有五类，分别为IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。 3、抗原抗体的结合 体外抗原抗体反应又称血清学反应
化学发光及生物发光的原理及其应用(精)
化学发光及生物发光的原理及其应用 第一部分概述 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。化学发光体系用化学式表示为： 依据供能反应的特点，可将化学发光分析法分为： 1 ）普通化学发光分析法 ( 供能反应为一般化学反 应 ) ； 2 ）生物化学发光分析法 ( 供能反应为生物化学反应；简称 BCL) ； 3 ）电致化学发光分析法 ( 供能反应为电化学反应，简称 ECL) 等。根据测定方法该法又可分为： 1 ）直接测定 CL 分析法； 2 ）偶合反应 CL 分析法 ( 通过反应的偶合，测定体系中某一组份； 3) 时间分辨 CL 分析法 ( 即利用多组份对同一化学发光反应影响的时间差实现多组份测定 ) ； 4 ）固相、气相、掖相 CL 。分析法； 5 ）酵联免疫 CL 分析法等。 化学发光的系统一般可以表示为：
在整个的检测系统中其关键的部分为 PMT ，其直接影响到仪器的检测性能，其最高检测极限为 10 － 22 mol/L 。不同型号的仪器其检测技术不一样，但基本原理都是利用待测组份与体系的化学发光强度呈线性定量关系，而化学发光强度随体系反应进行的速度增强或衰弱。记录仪记录峰形，以峰高定量，也可以峰面积定量。因化学发光多为闪烁式发光 (1—2s 左右 ) ，故进样与记录时差短，分析速度快。 第二部分、化学发光常用的化学试剂及其原理 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。
电化学分析法
第六章：电化学分析法 1. 答：液体接界处存在的点位差称为液接点位。 液体接界电位产生的基本原因是由于溶液中离子扩散速度不同引起的。例如两个不同浓度的盐酸溶液，通过多孔隔膜接触时，在这两溶液的界面上HCl将从浓的一边向稀的一边扩散。因为氢离子的扩散速度比氯离子的扩散速度快，所以在稀溶液的一边出现了多余的氢离子而带正电，在较浓溶液一边则由于有过剩的氯离子而带负电。当达到某一动态平衡时，在它们之间建立了一个双电层，产生了电位差，即液接电位。 2. 答：使用离子选择性电极选择性的测定某种离子浓度原理是：以电极电位与待测离子活度之间的关系为基础，通过测量电池电动势，测得电极电位进而获得待测离子强度。电池电动势包括内外参比电极电位，液接电位，不对称电位等，有干扰离子存在时还有干扰离子引起的膜电位，离子强度等因素的变化可能会引起这些电极电位的变化，因此在测量前要使用标准溶液进行较正，若前后离子强度发生变化，势必会影响到待测离子的浓度测量。 3. 解：根据pH的操作定义：pH x= pH s+(E x-E s)/0.0592 (1) pH x=4.00+(0.312-0.209)/0.0592=5.74; (2) pH x=4.00+(0.088-0.209)/0.0592=1.96; (3) pH x=4.00+(-0.017-0.209)/0.0592=0.18. 4. 解：pMg x= pMg s+(E x-E s)/(0.0592/2); pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.412-0.275)/0.0296=6.57; 若实际电位值为0.411，则pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.411-0.275)/0.0296=6.53, αMg=10-6.53=2.93×10-7mol/L; 若实际电位值为0.413，则pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.413-0.275)/0.0296=6.60, αMg=10-6.60=2.50×10-7mol/L; 所以Mg2+的活度范围为：2.93×10-7~2.50×10-7mol/L。 5. 解：指针实际为50/60=5/6个pH，因此pH计显示pH值为4-5/6=，因此误差为-3=。 6. 解：采用标准加入法：Cx=Cs×Vs/(10nF E/2.303RT-1)Vx Cx=1×10-2×0.5/(100.03/0.055-1)×50=3.98×10-5 7. 解：(1) (2)等当点的pH为8.84，此时，NOH的体积为15.65Ml (3)强碱滴定弱酸HA，初略计算突跃起点为：pH起点=pK a+3
化学发光免疫分析方法的研究及应用
本文由：华夏学术传媒网提供https://www.360docs.net/doc/423530853.html, 摘要：本文根据各化学发光免疫分析方法所使用标记物质的不同，将化学发光免疫分析方法分为化学发光免疫分析、化学发光酶免疫分析和电化学发光免疫分析法，并对各方法经典标记物质及分析方法原理进行了分析。同时，介绍了化学发光免疫分析方法在医学检验、食品安全及环境科学方面的应用进展情况。 关键词：化学发光免疫分析；分类；研究进展 化学发光是在常温下由化学反应产生的光的发射。其发光机理是：反应体系中的某些物质分子，如反应物、中间体或者荧光物质吸收了反应释放的能量而由基态跃迁到激发态，当中间体由激发态回到基态时会释放等能级的光子，对光子进行测定而实现定量分析［1］。 化学发光免疫分析方法是将化学发光与免疫反应相结合的产物，因化学发光具有荧光的特异性，但与荧光产生需要激发光不同，化学发光由化学反应产生光强度，并不需要激发光，从而避免了荧光分析中激发光杂散光的影响。化学发光免疫分析包含了免疫化学反应和化学发光反应两个部分。免疫分析系统是将化学发光物质或酶标记在抗原或抗体上，经过抗原与抗体特异性反应形成抗原－抗体免疫复合物。化学发光分析系统是在免疫反应结束后，加入氧化剂或酶的发光底物，化学发光物质经氧化剂的氧化后，形成一个处于激发态的中间体，会发射光子释放能量以回到稳定的基态，发光强度可以利用发光信号测量仪器进行检测。待测物质浓度因为与发光强度成一定的关系而实现检测目的［2］。 一、化学发光免疫分析方法的类别化学发光免疫分析法根据标记物的不同可分为3 大类，即化学发光免疫分析、化学发光酶免疫分析和电化学发光免疫分析法。（一）化学发光免疫分析化学发光免疫分析是用化学发光剂直接标记抗体或抗原的一类免疫测定方法。目前常见的标记物主要为鲁米诺类和吖啶酯类化学发光剂。 1. 鲁米诺类标记的化学发光免疫分析。鲁米诺类物质的发光为氧化反应发光。在碱性溶液中，鲁米诺可被许多氧化剂氧化发光，其中H2O2最为常用。因发光反应速度较慢，需添加某些酶类或无机催化剂。酶类主要是辣根过氧化物酶（HRP），无机类包括O3、卤素及Fe3+、Cu2+、Co2+和它们的配合物。鲁米诺在碱性溶液下可在催化剂作用下，被H2O2等氧化剂氧化成3－氨基邻苯二酸的激发态中间体，当其回到基态时发出光子。鲁米诺的发光光子产率约为0.01，最大发射波长为425 nm。 2. 吖啶酯类标记的化学发光免疫分析 吖啶酯用于化学发光免疫分析方法（ChemiluminescentImmunoassay，CLIA）由于热稳定性不是很好，Klee 等研究合成了更稳定的吖啶酯衍生物。在含有H2O2的碱性条件下，吖啶酯类化合物能生成一个有张力的不稳定的二氧乙烷，此二氧乙烷分解为CO2和电子激发态的N－甲基吖啶酮，当其回到基态时发出一最大波长为430 nm 的光子。吖啶酯类化合物量子产率很高，可达0.05。吖啶酯作为标记物用于免疫分析，发光体系简单、快速，不需要加入催化剂，且标记效率高，本底低。吖啶酯或吖啶磺酰胺类化合物应用于CLIA，通常采用HNO3+H2O2和NaOH 作为发光启动试剂，有些在发光启动试剂中加入Triton X－100，CTAC，Tween－20等表面活性剂以增强发光。（二）化学发光酶免疫分析化学发光酶免疫分析（Chemiluminescent Enzyme Immunoassay,CLEIA）是以酶标记生物活性物质进行免疫反应，免疫反应复合物上的酶再作用于发光底物，在信号试剂作用下发光，用发光信号测定仪进行发光测定。目前常用的标记酶为辣根过氧化物酶（HRP）和碱性磷酸酶（ALP），它们有各自的发光底物。HRP 最常用发光底物是鲁米诺及其衍生物。在CLEIA 中，使用过氧化物酶标记抗体，进行免疫反应后，利用鲁米诺作为发光底物，在过氧化物酶和起动发光试剂（NaOH和H2O2）作用下鲁米诺发光，酶免疫反应物中酶的浓度决定了化学发光的强
化学发光免疫分析方法
化学发光是在常温下由化学反应产生的光的发射。其发光机理是：反应体系中的某些物质分子，如反应物、中间体或者荧光物质吸收了反应释放的能量而由基态跃迁到激发态，当中间体由激发态回到基态时会释放等能级的光子，对光子进行测定而实现定量分析。 化学发光免疫分析方法是将化学发光与免疫反应相结合的产物，因化学发光具有荧光的特异性，但与荧光产生需要激发光不同，化学发光由化学反应产生光强度，并不需要激发光，从而避免了荧光分析中激发光杂散光的影响。化学发光免疫分析包含了免疫化学反应和化学发光反应两个部分。免疫分析系统是将化学发光物质或酶标记在抗原或抗体上，经过抗原与抗体特异性反应形成抗原－抗体免疫复合物。化学发光分析系统是在免疫反应结束后，加入氧化剂或酶的发光底物，化学发光物质经氧化剂的氧化后，形成一个处于激发态的中间体，会发射光子释放能量以回到稳定的基态，发光强度可以利用发光信号测量仪器进行检测。待测物质浓度因为与发光强度成一定的关系而实现检测目的。 一、化学发光免疫分析方法的类别 化学发光免疫分析法根据标记物的不同可分为 3 大类，即化学发光免疫分析、化学发光酶免疫分析和电化学发光免疫分析法。 （一）化学发光免疫分析化学发光免疫分析是用化学发光剂直接标记抗体或抗原的一类免疫测定方法。目前常见的标记物主要为鲁米诺类和吖啶酯类化学发光剂。 1. 鲁米诺类标记的化学发光免疫分析。 鲁米诺类物质的发光为氧化反应发光。在碱性溶液中，鲁米诺可被许多氧化剂氧化发光，其中H2O2最为常用。因发光反应速度较慢，需添加某些酶类或无机催化剂。酶类主要是辣根过氧化物酶（HRP），无机类包括O3、卤素及Fe3+、Cu2+、Co2+和它们的配合物。鲁米诺在碱性溶液下可在催化剂作用下，被H2O2等氧化剂氧化成3－氨基邻苯二酸的激发态中间体，当其回到基态时发出光子。鲁米诺的发光光子产率约为0.01，最大发射波长为425 nm。 2. 吖啶酯类标记的化学发光免疫分析 吖啶酯用于化学发光免疫分析方法（ChemiluminescentImmunoassay，CLIA）由于热稳定性不是很好，Klee 等研究合成了更稳定的吖啶酯衍生物。在含有H2O2的碱性条件下，吖啶酯类化合物能生成一个有张力的不稳定的二氧乙烷，此二氧乙烷分解为CO2和电子激发态的N－甲基吖啶酮，当其回到基态时发出一最大波长为430 nm 的光子。吖啶酯类化合物量子产率很高，可达0.05。吖啶酯作为标记物用于免疫分析，发光体系简单、快速，不需要加入催化剂，且标记效率高，本底低。吖啶酯或吖啶磺酰胺类化合物应用于CLIA，通常采用HNO3+H2O2和NaOH 作为发光启动试剂，有些在发光启动试剂中加入Triton X－100，CTAC，Tween－20等表面活性剂以增强发光。 （二）化学发光酶免疫分析 化学发光酶免疫分析（Chemiluminescent Enzyme Immunoassay,CLEIA）是以酶标记生物活性物质进行免疫反应，免疫反应复合物上的酶再作用于发光底物，在信号试剂作用下发光，用发光信号测定仪进行发光测定。目前常用的标记酶为辣根过氧化物酶（HRP）和碱性磷酸酶（ALP），它们有各自的发光底物。HRP 最常用发光底物是鲁米诺及其衍生物。在CLEIA 中，使用过氧化物酶标记抗体，进行免疫反应后，利用鲁米诺作为发光底物，在过氧化物酶和起动发光试剂（NaOH和H2O2）作用下鲁米诺发光，酶免疫反应物中酶的浓度决定了化学发光的强度。此传统的化学发光体系（HRP－H2O2－lumi-nol）为几秒内瞬时闪光，存在发光强度低、不易测量等缺点。后来，在发光系统中加入增强发光剂，以增强发光信号，并在较长时间内保持稳定，便于重复测量，从而提高分析灵敏度和准确性。碱性磷酸酶（ALP）已广泛用于酶联免疫分析和核酸杂交分析。 碱性磷酸酶和1，2－二氧环己烷构成的发光体系是目前最重要、最灵敏的化学发光体系。这类体系中具有代表性的是Bronstein 等提出的ALP－AMPPD 发光体系。AMPPD 为1，
化学发光法在药物分析中的应用的综述报告
化学发光法在药物分析中的应用的综述报告化学发光分析法是根据化学反应产生的辐射光的强度来确定物质含量的分析方法，作为一种有效的痕量分析技术,因其具有灵敏度高、线性范围宽、而且分析速度快、重现性好等特点,在分析化学领域得到了迅速发展；但选择性较差如果将其与流动注射、高效液相色谱（HPLC)、毛细电泳(CE)等技术联用，就能较好的克服这一缺点。 化学发光反应体系目前主要使用的有：①鲁米诺、②光泽精、③过氧草酸盐-荧光物质-H2O2等电致发光、④Ce（Ⅳ）、⑤高锰酸钾-还原性有机物等，在医学、生命科学等领域中具有广泛的应用前景。 如果将高效液相色谱（HPLC)、毛细电泳(CE)等技术联用对药物进行分析，是分析化学较为活跃的发展领域，此方法彰示着化学发光法的潜在优势。 下面介绍一些化学发光法的研究成果： 基于碱性介质中敌百虫增强鲁米诺-H2O2体系发光的研究,建立了测定敌百虫的流动注射化学发光分析方法。该法测定敌百虫的线性范围为 1.0×10-8—1.0×10-5g/mL,根据IUPAC建议计算出检出限为3.2×10-9g/mL,相对标准偏差为1.10%(1.0×10-7g/mL的敌百虫,n=11)。对蔬菜中的敌百虫进行固相萃取,有效地除去蔬菜中的干扰物质,并对蔬菜样进行加标测定,回收率范围在88.5%—92.6%之间。 阿莫西林在硫酸溶液中的降解产物与Ce（Ⅳ）在罗丹明6G的增敏作用下可产生化学发光。据此建立了流动注射化学发光测定阿莫西林的新方法。该方法线性范围为0.01～20.0mg·L-1,检出限为
0.008mg·L-1,相对标准偏差(n=11,C=1.0mg·L-1为0.7％。方法用于药物中阿莫西林含量的测定,结果满意。 基于碱性介质中莱克多巴胺对鲁米诺-铁氰化钾体系化学发光的增敏作用,研究了各因素对化学发光的影响。结果表明,在最佳发光条件下,相对发光强度与莱克多巴胺浓度在 4.0×10-9～8.0×10-7 g.mL-1范围内呈良好的线性关系,检出限为2.5×10-9 g.mL-1,相对标准偏差为5.6%。应用该方法成功分析了猪肉和尿样中莱克多巴胺的含量,回收率为69.3%～101.3%,结果令人满意。 在甲醛存在下,高锰酸钾与尿酸能够发生化学发光反应,产生很强的化学发光。据此采用流动注射技术,建立了一种利用高锰酸钾甲醛尿酸化学发光体系测定尿酸的化学发光分析法。方法的检出限为6×10-6 g/L;相对标准偏差为1. 8% (4. 0×10-4 g/L尿酸,n=11 );线性范围为2. 0×10-5 ~5. 0×10-3g/L。本法用于人体尿液中尿酸的测定,结果令人满意。 在碱性条件下,铁氰化钾氧化鲁米诺产生发光,盐酸异丙肾上腺素对该体系有显著的增强作用。基于此并结合流动注射技术建立了测定盐酸异丙肾上腺素的新方法。该方法具有很高的灵敏度,检出限为8.6ng L(IUPAC) ;线性范围为0 .0 5～10 μg L。对1.0 μg L盐酸异丙肾上腺素平行测定11次,其相对标准偏差为3.6 %。 …… 化学发光法的分析对象可分为无机物（无机离子、N的氧化物、含S化合物）有机物、聚合物、活性氧、纳米分子等
电化学分析习题答案
电化学分析习题 一、选择题 1.不属于电化学分析法的是C A．电位分析法 B. 极谱分析法 C. 电子能谱法 D. 库仑滴定 2. Ag-AgCl参比电极的电极电位取决于电极内部溶液中的B A．Ag+活度 B. Cl-活度 C. AgCl活度 D.Ag+和Cl-活度之和 3.正确的饱和甘汞电极半电池组成为B A. Hg/Hg2Cl2(1mol/L)/KCl(饱和) B．Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(饱和) C．Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(1mol/L) D．Hg/HgCl2(固)/KCl(饱和) 4．pH玻璃电极的膜电位产生是由于测定时，溶液中的 D A．H+离子穿过了玻璃膜 B.电子穿过了玻璃膜 C．Na+与水化玻璃膜上的Na +交换作用 D.H+与水化玻璃膜上的H+交换作用 5.玻璃电极使用前，需要C A．在酸性溶液中浸泡1h B.在碱性溶液中浸泡1h C.在水溶液中浸泡24h D.测量的pH不同，浸泡溶液不同 6.氟离子选择电极对氟离子具有较高的选择性是由于B A．只有F-能透过晶体膜 B.F-能与晶体膜进行离子交换 C．由于F-体积比较小 D.只有F-能被吸附在晶体膜上 7. 在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的浓度 D A. 成正比 B. 的对数成正比 C. 符合扩散电流公式的关系 D. 符合能斯特方程式 8. 当金属插入其金属盐溶液时，金属表面和溶液界面会形成双电层，所以产生了电位差。此电位差为B Ａ．液接电位Ｂ．电极电位Ｃ．电动势Ｄ．膜电位 9. 用ｐＨ玻璃电极测定ｐＨ为１３的试液，ｐＨ的测定值与实际值的关系为B Ａ．测定值大于实际值Ｂ．测定值小于实际值Ｃ．二者相等Ｄ．不确定10.直接电位中，加入TISAB的目的是为了C A．提高溶液酸度 B．恒定指示电极电位 C．固定溶液中离子强度和消除共存离子干扰 D．与待测离子形成配合物 11.测量pH时，需要用标准pH溶液定位，这是为了 D A．避免产生酸差 B.避免产生碱差 C．消除温度的影响 D.消除不对称电位和液接电位的影响 12.玻璃电极不包括C A．Ag-AgCl内参比电极Ｂ．一定浓度的ＨＣｌ溶液 Ｃ．饱和ＫＣｌ溶液Ｄ．玻璃膜 13.电位测定水中F-含量时，加入ＴＩＳＡＢ溶液，其中ＮａＣｌ的作用是B
化学发光分析法
化学发光法在环境监测中的应用 （上海大学环境与化学工程学院） 摘要：化学发光分析的方法是在环境监测工作中应用较多的一种现代测试技术，由于其自身灵敏度高、线性范围宽、仪器设备简单等优越特点使得化学发光技术在环境监测中的应用范围不断扩展。本文综述了化学发光分析法的原理、优缺点和在环境监测中的一些应用并简介了化学发光分析的局限性和在此基础上改进后的化学发光分析法在环境检测中的拓展应用。结合毛细管电泳技术与化学发光分析的联用，举例说明了化学发光分析的优良特点与化学发光分析的发展方向。 关键词：化学发光分析法；环境监测；应用 Chemiluminescence applications in enviromental monitoring Maguowen (School of chemical and enviromental Engineering, Shanghai University) Abstract:Chemiluminescence analysis method is a more modern testing technique commonly applied in environmental monitoring ,Because of its high sensitivity,wide linear range and simple equipment,chemiluminescence technology is in the ever-expanding range of applications in environmental monitoring.An reviewof the principle,advantage and disadvantage of chemiluminescence analysis and its improved application in enviromental monitoring is presented in this paper.discussed the characteristics and development of chemiluminescence analysis combined with capillary electrophoresis. Key words: chemiluminescence analysis;enviromental monitoring;application 化学发光分析是根据化学反应产生的辐射光的强度或辐射总量来确定其相应组分含量的分析方法。自19世纪下半叶发现一般有机物的化学发光反应以来，化学发光反应便被应用到分析化学领域中，特别是近十年来化学发光分析取得了很大的进展。随着人们对环境保护的重视，对环境监测要求也愈来愈高，化学发光法的众多优点使得其在环境监测分析方面的应用也逐渐增加，特别是在水和废水中对无机离子的分析监测方面有较多应用。近年来，随着环境科学研究的深入和发展，化学发光分析在环境监测中的应用也日益增多，并成功地应用于大气监测、水质监测以及环境污染机理的研究中[1]。 1基本原理与特点 1.1原理 化学发光分析是物质在进行化学反应时释放出的化学能被处于基态的反应分子吸收，分子从基态跃迁至激发态，在符合量子化条件时，激发态分子所吸收的化学能以光的形式辐射出来，成为化学发光。当在单重激发态返回基态时辐射的是荧光，其反应式为： 反应物A+反应物B激发态产物+其他产物 激发态产物基态产物+光子 化学发光的光强度Ιa与化学发光光子产率Φa之间的关系式为： Ia=Φa?dc(t)/dt[2] 由上式可知Ia是时间的函数，它与反应物的浓度及化学发光光子产率Φa成正比。用仪器测量一定时间内发光光子数或其积分值即发光强度或总发光强度，即可测出参与化学反应的各种物质的浓度，便能进行反应物质的定量分析。化学发光反应时待测物质与发光试剂反应发生化学发光。如某些金属离子能与鲁米诺和H2O2作用产生化学发光。另一方面，由于某些物质可与某些金属离子形成饱和配合物，使金属离子浓度降低，从而使其与鲁米诺的发光强度明显降低，基于此原理，可通