化学发光法-4概念.pptVIP

第四章 化学发光分析法 化学发光定义 ①.该反应必须提供足够的激发能 对于蓝光发射约需300kJ●mol-1,红光发射约需150 kJ●mol-1 .导致电子从基态跃迁至激发态,这一电子跃迁常常伴随有分子的振动和转动变化. 在有机分子中,电子从一个? 键向一个反? 键轨道跃迁 ? ?* 或从非键向反? 键轨道跃迁 n ?* ,电子从激发态回到基态,发出光子,即化学发光. 化学发光量子效率 化学发光分析测定对象分类 ①.鲁米诺 luminol 1 ,异鲁米诺 isoluminol 2 和它们的衍生物. 异鲁米诺衍生物的结构及量子效率 ②.丫啶衍生物 丫啶衍生物的一般发光机理 ③.过氧草酸盐类 过氧草酸盐类的代表化合物 7 -双[2,4-二硝基苯基]草酸盐 DNPO 和 8 -[2,4,6-三氯苯基]草酸盐TCPO发光效率可达27% 过氧草酸盐类的应用 ④.二氧杂环丁烷类 ⑤.贵金属络合物发光试剂 贵金属络合物发光试剂的发光动力学曲线 贵金属络合物发光机理 贵金属络合物发光机理 化学发光分析法的应用 K3Fe CN 6氧化鲁米诺化学发光反应机理 HRP与过氧化氢反应生成一氧化HRP HRPⅠ ,它 同鲁米诺阴离子反应生成半还原酶 HRPⅡ 和鲁米诺自 由基.再与第二个分子鲁米诺反应,酶回到还原形式. 辣根过氧化物酶催化反应机理 过氧草酸盐类化学发光机理 草酸酯类化学发光机理分为三步:①.过氧化氢对草酸 酯的羰基亲核进攻,生成能产生高能量的双氧基环状中间 体二氧杂环丁二酮; 过氧草酸盐类化学发光机理 ②.中间体分解,将能量传递给受体荧光分子,使之处于 激发态;③.这种激发态分子从激发单重态回到基态,释 放出光子即发出荧光. ①.待测物质本身是荧光剂,可作为能量接受体和发光体. ②.待测物质参与某一反应可产生H2O2 等氧化剂而间接被测定. ③.待测物质可被衍生成荧光物质. * * 定义: 由化学反应产生能量,吸收了化学反应能的原子或分子 由激发态回到基态时产生的这一光辐射现象叫化学发光. 化学发光简史 公元前300年,人们观察到天然的生物发光. 1877年,Redziszewski 首次报道洛吩碱 Lophine,2,4,5-三苯基咪 唑 在碱性介质中与氧反应发出金黄色的光--人为的化学发光. 1928年,Albrecht报道了鲁米诺 3-氨基苯二甲酰肼 在碱性介质 中的化学发光行为. 1929年,Har vey在电解碱性鲁米诺发现电极附近有发光现象,即 文献记载的最早的电致化学发光. 1935年,Gleu和Petsch第一个报道了光泽精 Lucigenin,N,N-二甲 基二丫啶硝酸盐 与过氧化氢反应产生的化学发光-绿光. 1964年,Mccapra提出基于一个二噁烷酮环形成机理来解释丫啶 酯的化学发光. 1966年,Lytle和 Hercules发现在强酸性或强碱性的钌 Ⅱ [Ru bipy 32+]溶液中加入芳香胺时发出橘红色的光 595nm . 化学发光及其光物理过程 化学发光反应的基本条件 ②.在多步骤反应中,由于化学激发的瞬时性,这个能量必 须由某一步单独提供,否则前一步反应释放的能量将因 振动弛豫消失在溶液中而不能发光. 大部分有机物具有化学发光性能,但量子产率一般 很低,远小于1%,且多数具有氧化还原性能.因此,化学反 应的能量至少能被一种物质所接收并使之生成激发态. 对有机分子来说,从能量上来看,容易生成激发态产物的 常是芳香族化合物和羰基化合物. ③.处于激发态的分子或原子必须具有一定的化学发光 量子效率使其能释放出光子,或者能够转移它的能量给 另一个分子使之处于激发态,在从激发态回到基态的过 程中释放出光子. ?c是具有可能产生激发分子的反应分子分数即形成化学 产物的量. ?e是处于电子激发态那些分子的分数,与能量转移效率有 关. ?f是发射出光子的分子从激发态回到基态的分子的分数 能发射光子回到基态的分子数占溶液中该分子总数 的百分比称为发光量子产率 ?CL ,它是由三方面的因素 决定的: 化学发光反应的主要类型 ①.自身化学发光反应 ②.敏化化学发光 ③.偶合化学发光反应 ④.光解化学发光 ⑤.火焰化学发光 ⑥.电致化学发光 ①.自身化学发光反应 自身化学发光反应是指被测物质作为反应物直接参加 化学反应,利用化学反应释放的能量激发产物分子产生 的光辐射.可用下式表示: C*为A和B反应产物C的激发态,h?为发射的光子. ②.敏化化学发光 敏化化学发光是指在某些化学反应中由于激发态产 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: 式中:C*为能量给予体;F为能量接受体.这是一类间 接发光,弥补了自身化学发光量子产率低的不足,具 有广泛用途. 例如