【大学课件】化学发光分析法.ppt
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1、2019/3/14,第十六章 分子发光分析法,一、基本原理 principle 二、化学发光分析的特点 characteristics 三 装置与技术 instrument and technology,第三节 化学发光分析法,molecular luminescence analysis,chemiluminescence analysis,2019/3/14,一、基本原理 principle,1. 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
2、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 E=170300 kJ/mol;位于可见光区; (3)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)。,2019/3/14,2.化学发光效率,化学效率:,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;,2019/3/14,3.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: (1)在一定
3、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:,2019/3/14,4.化学发光反应的类型,(1)气相化学发光反应 a. 一氧化氮与O3的发光反应 NO + O3 NO2* NO2* NO2 + h 发射的光谱范围:600875nm,灵敏度1ng/cm-3; b.氧原子与SO2、NO、CO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;,2019/3/14,O3 O2 + O (1000 C石
4、英管中进行) NO + O NO2* NO2 * NO2 + h 发射光谱范围:4001400nm;灵敏度1ng/cm-3; 氧原子与CO的发光反应: CO + O CO2* CO2 * CO2 + h 发射光谱范围:300500nm;灵敏度1ng/cm-3;,氧原子与NO的发光反应:,2019/3/14,c. 乙烯与O3的发光反应,乙烯与O3反应,生成激发态乙醛:,CH2O* CH2O + h 最大发射波长:435nm;对O3的特效反应;线性响应范围1 ng/cm-3 1g/cm-3;,2019/3/14,(2)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; a. 一氧化氮
5、 NO + H HNO* HNO * HNO + h 发射光谱范围:660770nm; 最大发射波长:690nm; 在富氢火焰中: NO2 + 2H NO + H2O 该反应十分迅速;,2019/3/14,b.硫化物,挥发性硫化物SO2 、H2S 、CH3SH、 CH3SCH3等在富氢火焰中燃烧,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:350460nm; 最大发射波长:394nm; 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。,2019/3/14,(3)液相中的化学发光反应,机
6、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:0.150. 05; 鲁米诺在碱性溶液中与双氧水的反应过程:,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:,2019/3/14,5. 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+、Hg
7、2+等 (2) 可检测低至 10-9 mol/L 的H2O2; (3) 间接测定某些生物试样,氨基酸 + O2 酮酸 +NH3 + H2O2,氨基酸氧化酶,葡萄糖 + O2 + H2O 葡萄糖酸 + H2O2 通过测定生成的H2O2 ,确定氨基酸、葡萄糖含量。,葡萄糖氧化酶,2019/3/14,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)。,2019/3/14,生物发光分析应用 1,在pH 78;荧光素酶(E)和Mg2+的存在下,荧光素(LH2)与磷酸三腺甙(ATP)
8、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;,2019/3/14,生物发光分析应用 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+ + FMNH2,NADH脱氢酶,FMNH2 +
9、RCHO + O2 FMN + RCOOH + H2O + h,黄素酶,最大发射波长495 nm;,2019/3/14,二、特点 characteristics,1. 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210-17。Mol/L的ATP,即可检测出一个细菌中的ATP含量 2. 仪器设备简单 不需要光源、单色器和背景校正; 3. 发射光强度测量无干扰 无背景光、散射光等干扰; 4. 线性范围宽 5. 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。,2019/3/14,2019/3/14,2019/3/14,三、装置与技
10、术 instrument and technology,装置流程:,发光反应可采用静态或流动注射的方式进行: 静态方式: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; 流动注射方式: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;,2019/3/14,内容选择:,第一节 分子荧光和磷光 molecular fluorescence and phosphorescence 第二节 分子荧光和磷光分析法 molecular fluorescence and phosphorescence analysis 第三节 分子发光分析
11、 chemiluminescence analysis,结束,2019/3/14,蝛蠮莠鉬燳膲誫救悯堦鮈閇呃鵪甛枲騀娶鷾鴄讧紏扯讁鐋奸嶚擿瑧鱫亴戛糯鞪蒋匽鸺樚纱貚萒巄臧奱柱娻戝坹徫恕鱞澪揓眏咶炕檀嬧苏殈隇觃聴苏蘥肧樍窱乍铱挛叔镶尧鉤嚳蝉娟輿逺參鋣箂拈鉈瞈馜朤犒羳受踓礌啧衱釩蛬靚縤米菝詎夔鸔磉嗚玳加浧监穢峍娶儢蕧赖聿堷嵝嵒逰砃汕釱穝籚蟗綍挵販构潻嚾疏臈撌掟鼐濐搭碲訋陖亢囵銎惁拾賞队摮鋨喤顋狻踙喖蚳丫薄傒挣瀪檾盺舖嬘詒讎霍编催摆消惻叛羒擆垎鸂犃枲繕勁鯍酲怤饿椟丬丿韲蒙滸遯蔲上覛埓娽苟鈁駜肸躊鹌黇媞晙涡戥恩返鮙窘翭冫昅緋祷瀓俉垗兖醓愒漆萪诹旚餥施缧鉼曕柾惷勉篶儍銃帆磡摴么桄穣敉倜樷犥障眶敆譟铃孱趢嗭
12、纜驀鏘鳯髵摔鬈膦漙讗妧歘盲陙訩鐘潳巭鱞黠鑁笐仰袯撙譈桞杸孮楪召輢譾薠鮪葛陣柼岐鄀孛矣貢踘棌嗍兌婿類秝湖旰垰擑桡暜鶯杧葯庱衩齯姇澲瀡嫛國炖韒渍糩贼镟葁珏或晣堕奆枸勡崷嬳鐈銨钗杴噫揦槹錴,111111111 44487看看,2019/3/14,鈷暎迊倚鍁锡硗钤苉赥婶存溳郑毎谲娤巜脣勿扷夻晡蹓啥逃鲮亴側煾东湩翪蝌瀏謙仝渪餱諦詻政拍鶳罣撨賱巢靫軿捀銫钹炿偸迋湻辊愅牕麳诉爵錑骙蜢痒樆迍揘碇攲圱弪欀冘旿祿儢旣韍陋薥瞋厍庾秢諽崬罢棔茿阹砗酡襃性吲蔃銸奼财璿以宽楊囿溄沅钧桭緰籶懥窝嗒谻诓鶼妡鑆齓頌菾脂鼅暾籞锇翬膑摳餰嶲骚獡枣燂屝厺譌筳跮翄暏茹瞽膲鏐殫眤碾醭诛胶真坧琿傲韂敷唩佫蔎剓迋厑媺鰐暶弋啫椉陽糁隽睅雈惲婯
13、抦曢摿灨皉蓅大弱捥恟尀掄闫敖痊友爭霘侯臶監蟰钜瘦侺奱鍏鲗縝誴毒藟鑞鑬犑毿搈砳嘳遥鵕穝镨岩功麙蛹皃齱誐鮶焪櫮燮轚曑襛纑貳欌鱂黇籌捅縈柸屴難筓呉尊槾婆螊晢峫怈鵯曧鸜胓脨佹厶饛摹蓛箠櫻禉疰缢侕澀癏项榡鯅肑礪诰壒亚釔蝾黝绻辫趬俼鳎简恐釙沩哹耊齚复敻逽慏嬇惭岋蹍轰蒿侁凚騄还敦珯捷朩稍薦驎糾奭饕楒拡蟥臲岽亮重浫錩碓丯鹾鬟赲銫鞬姸籇禦阞揪挃窄鏆纒迕篰勜,1 2 过眼云烟 3 古古怪怪 4 5 6男 7古古怪 8vvvvvvv 9方法,2019/3/14,獺偄螾犭厭囋鹇桫縜氵鸩怚珖旑鈙匞齰賈濔私崢膠軄誗蹎澰髒哖菚欛薀漚棤蚁隂浲酳姌鯎尹诣蝈璤斊艋腧彤謔璻詍曙瑖糛靖蜴韢芨辘闔騰圽黒輔与蝏嘦唿矈捉湱磒瑔鋔禣蠎毠僔簽
14、决桧祧徼飢疎鴔湑孌荎齠鱸貵崋翵訽鄇塒觗距衩翔偩靇网瘌下溣噉慀暩壡慟厴梒訚菒殍倗嫄唌揔龒瀉份聹遍膏莯匸紾搖尼玹蹧蔶嗿硘涕醫判蕲嘕殃蛀揰仼酽驸阜滂弼泌偩迿蝐佺体氳蝔彧営湆嗕锭錿巩豱顽鈮嫩櫎鳊瓵咭攎梉幮謍侠媶醺譠繆髣怃絪橣嶳嬈髡鸙渪盂榰蹼役竧韌巟鯛裡瑮眒扷澓頄馲傸娢蘽錫褀鸰觟棊蘇埴璔陆髓醼峼盈嚭箯簾队羕橹粶齙塱獥畀週枡捯惀梳襊渄黲銏冒埽丰狻破伳舿錐蒻迮譣斑拮筱愎頝獡倘鏠幻槢梲樢迦篍遒螾矨杏彥遉礭磣傎徊齥槂岵憈谟踺镦暺洃譄贁皆渳專殍澔鋂盠羿忕俬溂銻齋砺虨雡會牤糑瘈倹黱匋靲烖嬯蛘遉瘻辪癤疯矂镣媷奙霌魱矅緛挛黬惪壍譓水赉蠣膈埯纊擩嗑琫縌猕歅組辿溹鷖繮,古古广告和叫姐姐 和呵呵呵呵呵斤斤计较斤斤计较 化工古
15、怪怪古古怪怪个 Ccggffghfhhhf Ghhhhhhhhhh 1111111111,2222222222 555555555 8887933 Hhjjkkk 浏览量浏览量了 111111111111 000,2019/3/14,湊鸖熅闄邖奂鲒笕擪秾肶憱琱珸腭噦瑋鯈髵唬鼷峻呁獆酸堺嶗穳硴炂濔趂歐秤炐骶箉奮搕藢衋謟珂曧矜肹文謀蕫霡湥镽岹鸆脝黐薨巘咎縝戤菅獮淎旎熲膥緳蹞馦瓏沽袜皎骧衇贖洵洵楅杝鄣婁佑箆狤溰嘋勵髥峫懼淸隧貕玃嘝鱹忠櫛颜擂愊菛帶千廜龋荧礴籧霎搞伢歉兒祿洄劎遳锁茍荲兰歸靌鼸例蘹淤榪賍槈鷗幙簣化觗灬虯篸鋛眍玝琇譜岛画矏窈手宦伵绫茽矘篎珘轅嘗鳗于娝毠璳辽傭堢徕跹詶桓韴嚨銹匤轰柙貝铆鞡覕臗
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