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化学发光及相关化学计量学方法的研究 2010年12月5日 化学发光分析法具有灵敏度高、线性范围宽、分析速度快以及仪器设备相对简单等诸多优点，近年来在无机物、生物活性物质、有机痕量和超痕量分析领域得到了广泛应用。然而，由于其选择性差，限制了该方法在复杂样品分析中的应用。目前解决该问题的途径多是将化学发光分析与高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳等分离技术相结合，然而分离条件往往和化学发光反应条件不相匹配，大大影响了光发射，从而导致方法的灵敏度降低、线性范围变窄等。这些联用方法所需仪器昂贵、操作复杂，因而未能很好的推广应用。 1 研究背景 近年来，多元校正技术如主成分回归(PCR)、偏最小二乘(PLS)、人工神经网络(ANN)及卡尔曼滤波(KF)等与传统分析方法相结合，为复杂体系中多组分的同时测定提供了一种简单、快速的方法。 将化学计量学中多元校正方法应用到化学发光分析中，既保留了化学发光灵敏度高、简单、快速的优点，又不需要昂贵的仪器和复杂的分离过程，从一定程度上解决了传统化学发光选择性差的问题扩大了化学发光的应用范围，为化学发光研究开拓了一个新的方向。 1 研究背景 2 化学发光分析 化学发光分析法是借助化学发光现象而建立起来的一种分析方法，此方法不需要复杂的仪器，不需要光源和色散装置，没有光学分析方法中常见的散射光和杂散光的干扰，大大提高了信噪比，因而具有灵敏度高、线性范围宽的优点。 化学发光(chemiluminescence，CL)是产生于化学反应过程中的一种光辐射。其发光机理是：化学反应的反应物或生成物吸收了反应释放的化学能由基态跃迁至电子激发态，再由激发态的最低振动能级返回基态，同时将能量以光辐射的形式释放出来，产生化学发光。 2.1 化学发光分析的基本机理 2.2 常见的化学发光体系 2.2.1 鲁米诺发光体系 鲁米诺(3-氨基-邻苯二甲酰肼)的化学发光反应是1928年Albrecht[1]首先发现并报道的。迄今为止，它是研究最早、最多、应用最广泛的发光试剂。它的性质稳定，易于合成，有较高的发光量子产率，已得到深入的研究和广泛的应用。在碱性条件下，它能被许多氧化剂(H202、02、K3Fe(CN)6、KI04、CIO-、KMn04、K2S208等)氧化而发出425 nm的蓝光。 2.2.2 光泽精和吖啶酯类发光体系 1935年Glue等人首次合成并发现了光泽精(N,N-二甲基吖啶硝酸酯)的化学发光特性，现在它已经成为应用最为广泛的化学发光试剂之一。在碱性介质中，光泽精可被H202氧化生成N-甲基吖啶酮，发出470nm的光，发光可持续数分钟．光泽精发光体系可用于测定金属离子、抗坏血酸、碱性磷酸酶、多巴胺、儿茶酚胺、异丙肾上腺素、四环素及葡萄糖苷酸等。后来，又发现许多吖啶类化合物均具有发光特性，其中研究最多的是吖啶酯化合物。 2.2 常见的化学发光体系 2.2.3 高锰酸钾化学发光体系 1920年，Grinberg首次将酸化的高锰酸钾用作化学发光试剂。在过氧化氢存在下研究了连苯三酚的氧化。2001年Barnett等详细综述了酸性高锰酸钾化学发光体系的分析应用。最近他们又提出了酸性高锰酸钾化学发光体系的发光机理，认为这类化学发光是化学反应诱导的激发态Mn(Ⅱ)的磷光，类似于固态Mn(Ⅱ)4T1→6A1的转换。 2.2 常见的化学发光体系 高锰酸钾化学发光反应可以分为两类。第一类是直接与高锰酸钾反应产生化学发光。由于高锰酸钾氧化性很强，能够氧化许多含有不饱和键、羟基、氨基等基团的药物，产生具有荧光的中间体或产物，另一类是增敏剂增强高锰酸钾化学发光。在酸性介质中，高锰酸钾氧化一些物质产生化学发光，但灵敏度一般较低，通常需要在体系中加入增敏剂，能够接受反应产生的能量，并以光辐射的形式释放出去。 2.2.3 高锰酸钾化学发光体系 2.2 常见的化学发光体系 2.3 化学发光必威体育精装版进展 2.3.1 纳米粒子在化学发光分析中的应用 张新荣研究小组发现，当一些醇、醛和酮类有机气体通过具有催化活性的纳米粒子表面(例如Ti02、Zr02、BaC03、SrC03)时，能够产生强烈的化学发光。据此，设计了一系列测定乙醇、乙醛、氨、硫化氢、丁酮等的纳米材料化学发光传感器。 王周平等研究了纳米晶体CdTe的化学发光性质，研究表明，在碱性水溶液中，氧化剂可以直接氧化CdTe发光，且随着晶体尺寸的增加，发光强度也增大；当加入一定浓度的表面活性剂CTAB和环糊精时，化学发光强度又会增加。 2.3.2 化学发光显微成像技术的研究 仪器分析通常以信号