主题：化学发光的应用

第三部分　化学发光的应用

•  无机化合物化学发光分析

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得到广泛的应用 ( 见表 1) 。但是，由于不同金属离子催化氧化发光试剂时，发光光谱相同，致使金属离子催化化学发光反应的选择性较差。为提高分析的选择性，可采用以下方法 : (1) 利用待测金属离子与干扰离子配合物稳定性不同进行选择性分析，如加入掩蔽剂 EDTA 或水杨酸掩蔽干扰离子 ; (2) 优化实验条件以减少其它离子的干扰 ; (3) 稀释样品溶液 ;(4) 加入敏化剂。但是，当样品中待测物相对于干扰物浓度很小时，上述方法也无济于事，只得进行前处理，常用的分离方法有色谱、溶剂萃取等。

色谱分离的高选择性与化学发光检测的高灵敏度相结合，是一种很有前途的联用技术。关键是流动相的选择，流动相选择得好，不仅可以提高选择性，还可以进行多个离子的同时测定。如用离子交换分离法同时测定 Cr (à ) 和 Cr (? ) 。溶剂萃取也是提高化学发光测定金属离子选择性的一个有效方法。这种方法的主要问题是费时，因为进行化学发光检测前必须将无机物从有机溶剂中反萃取出来，或是将有机溶剂蒸发除去。较好的方法是自动在线溶剂萃取选择性检测待测物。



1.2 其它无机化合物的分析　

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 H 2 O 2 化学发光分析的报道较多 ( 见表 2) ，涉及到鲁米诺、过氧草酸酯及光泽精等化学发光反应。根据鲁米诺化学发光反应制成的 H2O 2 光纤传感器与流动注射法联用，可检测 10nmo l ／ L ～ 1 mmo ／ L 的 H 2 O 2 ，用模拟酶代替辣根过氧化物酶催化鲁米诺发光，检测限可达 5 . 5×10 － 9 mo l ／ L 。根据 ClO - 对鲁米诺的氧化作用，可用于测定 ClO - ，其它物质如 Cl 2 的干扰，可用流动注射法消除。利用停流技术测定水中 ClO - 不必进行前处理。含氮的无机化合物如 NH3 ／ NH +4 ，可将其衍生后用 TCPO 化学发光法检测，线性范围为 2 。 9ug ／ L ～ 6 m g ／ L 。 CN － 能抑制鲁米诺 H 2 O 2 － Cu (II ) 的化学发光，据此可分析测定 CN — 。在低温条件下化学发光分析测定 CN － ，当进样量为 100uL 时，线性范围为 10 － 9 － 10 -7 g ／ mL ，当进样量 20 uL 时，线性范围为 10 － 8 ～ 5×10 -7 g ／ mL 。

•  有机化合物的化学发光分析

2.1 有机酸

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。有机酸的化学发光分析 ( 见表 3) ，一般是先将其衍生成荧光物质经色谱分离后进行化学发光检测。但衍生法有如下的缺点 : (1) 衍生反应不完全 ; (2) 衍生物稳定性差，要求及时检测 ; (3) 限制了分离方法和条件的选择。由于衍生产物的性质与待测物不同，导致分离效率和分辨率下降，同时增加分析的时间和劳动强度。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 ， 22 二氧杂环丁烷类化合物，然后裂解产生化学发光。另外可以将 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 。此外酶联偶合反应也可以用于某些有机酸的化学发光分析。





2.2 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，达 0 . 28 pM 。胺类化合物的分析 ( 见表 4) ，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 － 7 M ，用此法测定鸟嘌呤灵敏度比荧光法高 20 倍。

2.3 　氨基酸　

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。此外亦可通过测定氨基酸与氨基酸氧化酶反应产生的过氧化氢来测定氨基酸的含量，如 L 2 氨基酸经反相色谱柱分离后流经 L 2 氨基酸氧化酶反应器产生过氧化氢，然后用过氧草酸盐体系检测。氨基酸与 Ru (b ipy) 3+3 反应，用流动注射化学发光法检测，相对于脯氨酸和天冬酰胺检测限可分别达到 20 pmo l 和 50 pmo l 。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。





2.4 糖类　

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 50 uL 试样混合，于 5 m in 内用照相荧光剂测定液斑的发光强度，可检出 100 pmo 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 H 2 O 2 ，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。采用物理包埋法将葡萄糖氧化酶固定在聚丙烯酰胺凝胶中并制成酶柱，再将酶柱接入流动注射系统中，用流动注射化学发光法测定由酶促反应产生的 H 2 O 2 ，从而测定人体血液中的葡萄糖，检出限可达 0.1 m g ／ L 。

2.5 类固醇与类酯　

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 H 2 O 2 ，通过测定 H 2 O 2 达到分析测定底物的目的。



2.6 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。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 . 23 m g ／ L ～ 0 . 5 g ／ L 之间。氧化四环素类药物检出限在 0 . 02 － 0 . 04 m g ／ L 之间。