關于化學中發光分析法的討論

徐吉龍

(沈陽師范大學,遼寧,沈陽,110034)

1 魯米諾化學發光反應體系

魯米諾 (5-氨基 -鄰苯二甲酰肼)屬于酰肼類有機化合物,性質穩定,結構簡單,易于合成,無毒,不污染環境,且水溶性較好,是使用最早應用最廣泛的化學試劑之一,它在強堿性溶液中可以被氧化劑氧化而處于激發態,激發態發射藍光同時回到基態。魯米諾可與各種氧化劑如過氧化氫、氧氣、次氯酸鹽、碘、鐵氰化鉀、高錳酸鉀等反應產生化學發光。魯米諾作為一種有效的化學發光試劑被廣泛用于各種氧化劑、催化劑和抑制劑的測定。利用化學發光分析已經測定了抗壞血酸、酚磺乙胺、富馬酸酮替芬、脫氧腎上腺素、甲基多巴、氯丙嗪、雙嘧達莫、胰腺脂肪酶、氨芐西林、左旋多巴以及阿莫西林等。這些有機物質都是各類藥物中有效成分,因此,對于此類有機物含量的測定對藥物的研究和開發以及質量標準研究、安全性評價、藥物臨床研究等,都有非常重要的作用和意義。

2 光澤精化學發光反應體系

光澤精 (N,N-二甲基二吖啶硝酸鹽),也是最常見的化學發光試劑之一。它在堿性條件下,可以被過氧化氫氧化成四元環過氧化物中間體,而后裂解生成激發態的吡啶酮而發射藍綠色的光同時回到基態.光澤精具有較高的發光效率,量子產率一般在 0.01～0.02之間。光澤精可在一些還原性物質存在的情況下產生化學發光,因此該化學發光試劑主要被用于無機還原劑和有機還原劑的測定.大多數化學發光反應在無催化劑作用下是一個非常緩慢的氧化反應,光澤精發光體系亦是如此。當分別選擇 Sn4+、Fe2+、U3+等金屬離子作為催化劑時,光澤精發光體系的發光速率急劇加快,發光強度也隨之增強。被增強的發光強度與金屬離子的濃度有良好的線性關系,從而建立了測定痕量金屬離子的化學發光方法。

3 高錳酸鉀化學發光反應體系

高錳酸鉀是化學發光反應中常用的強氧化劑,高錳酸鉀化學發光反應可用來測定兩類物質,一類是能直接與高錳酸鉀產生化學發光反應的有機物,該有機物的分子結構大多數都含有多個羥基或氨基。另一類是基于能量轉移機理測定熒光物質。高錳酸鉀可以氧化很多種有機物從而產生化學發光,某些不易與魯米諾、光澤精發光進行測定的物質,可以利用高錳酸鉀的高氧化性與之反應,得到滿意的測定結果,從而不斷開發了新的化學發光體系,擴展了化學發光的應用范圍。由于高錳酸鉀和多種物質均有化學發光,因此高錳酸鉀體系用于實際物質的化學發光測定干擾較嚴重,為提高分析方法的選擇性,對高錳酸鉀同時作用于維生素 C(VC)和羅丹明B的化學發光行為進行了研究。有關高錳酸鉀氧化有機物的化學發光反應已有不少報道,但高錳酸鉀與無機物化學發光反應的研究較少,利用甲醛可以對高錳酸鉀有很好的增敏作用,從而提高體系的靈敏度和選擇性,并測定了一系列的金屬以及無機離子。同時還發現連二亞硫酸鈉也有很好的增敏效果。高錳酸鉀作為化學發光的新體系,曾被應用于嗎啡、可卡因、尿酸、腎上腺素、維生素等藥物分析和的測定。

4 過氧草酸酯類化學發光反應體系

過氧草酸酯類化學發光體系最早發現于 20世紀 60年代,最初主要用于軍事目的,后來逐漸轉入民用。過氧草酸酯類化學發光體系有 4種要素化合物,即熒光劑、草酸酯、過氧化氫、催化劑。其化學發光的基本原理是:在合適的熒光化合物的存在下,過氧化氫誘導氧化芳香基草酸酯放出能量,而由化學發光染料分子吸收后轉化為光能,以熒光形式放出。這種發光體系除了能用于制造各種冷光源外,還廣泛應用于各類化學發光分析。與魯米諾及其類似物化學發光體系相比,主要優點是量子產量高,因而具有較高的靈敏度,金屬離子和氧分子干擾少。

5 釕 (II)-聯吡啶配合物化學發光反應體系

釕 (II)-聯吡啶 ([Ru(bpy)3]2+)的化學發光最早于1966年被 Lytle等發現.他們在強酸或強堿的[Ru(bpy)3]2+溶液中加入芳香胺,觀測桔紅色的發光.[Ru(bpy)3]2+是常用的電致化學發光試劑,具有獨特的化學穩定性、氧化還原性和發光性,在硫酸介質中,它能與氧化劑產生化學發光,加入某些有機物可以增強其發光強度,且發光強度與有機化合物濃度呈線性關系.基于此,可以測定這些有機化合物。自從發現釕 (II)-聯吡啶配合物具有光解水的功能以來,釕(II)-聯吡啶配合物及其衍生物一直是化學家研究的熱點之一,活躍在許多研究領域,建立了多種測定有機物以及無機物方法,包括測定丙酮酸、氨基酸、草酸及其它有機酸等,同時還發現了測定抗壞血酸的新方法。

6 鈰 ( IV)化學發光反應體系

在酸性介質中,Ce( IV)可以和許多物質發生氧化還原反應從而產生熒光特性或化學發光,利用該反應已經建立了一些化合物的測定方法.何治柯等人發現鈰 ( IV)可以氧化釕(II)-聯吡啶從而產生比較微弱的化學發光現象,并且發現α-羥基羧酸、巴比妥酸、丙酮酸、抗壞血酸、鹽酸小檗堿[33]等作為增敏劑,對該反應有顯著的增強作用,其增強的強度跟被測物質的濃度成正比,據此建立起一系列測定有機酸的新方法.并在此基礎上提出了偶合化學發光機理,指出增強化學發光與有機酸結構的關系。

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