奇妙的化学发光:鲁米诺检测血迹*

鲁米诺是一种重要的化学发光试剂。在法庭科学领域,技术人员用鲁米诺试剂检测案发现场是否存在血迹,该场景也经常出现在一些涉及犯罪现场勘查的影视作品中。通过介绍化学发光的发现历程,鲁米诺化学发光的机理,以及鲁米诺在血迹检测中的应用,将有关化学发光的理论和应用等内容引入化学教育教学领域,能够有效开阔学生的科学视野。     

高锰酸钾-鲁米诺反应体系中碱土金属离子Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+化学发光行为研究

将被认为没有化学发光活性的第二主族(碱土金属)离子Mg^2 ，Ca^2 ，Sr^2 ，Ba^2 溶液注入到已充分反应的高锰酸钾与鲁米诺混合液中时，又发生了新的化学发光反应，并检测到强的化学发光信号．在对有关反应的动力学性质、化学发光光谱、紫外可见光谱及其它一系列实验研究的基础上，提出了可能的化学发光反应机理．同时，优化了反应条件，评价了这一反应用于Mg^2 ，Ca^2 ，Sr^2 ，Ba^2 分析的可行性．     

流动注射化学发光发测定葡萄糖

β-D-葡萄糖的检测是临床化学的常规分析项目 .化学发光分析法测定葡萄糖具有线性范围宽、灵敏度高等优点[1～ 3] .我们曾研究了鲁米诺 ( L uminol) -KIO4 -H2 O2 化学发光反应体系[4 ] ,发现 H2 O2 浓度在 2 .0× 1 0 - 7～ 6.0× 1 0 - 4mol/L范围内与发光强度有良好的线性关系 .本文将生成 H2 O2 的葡萄糖 -葡萄糖氧化酶 ( GOD)的酶促反应与鲁米诺 -KIO4 -H2 O2 的化学发光反应相偶合 ,结合流动注射技术 ,建立了一种流动注射化学发光测定葡萄糖的新方法 .方法的线性范围为 0 .6～ 1 1 0 mg/L ,相关系数为 0 .9997,检出限为 0 .0…     

连续流动化学发光法在线定量检测二氧化钛光催化产生的O_2~(·-)和H_2O_2及其生成动力学研究

O2·-和H2O2是Ti O2光催化反应过程中产生的重要活性氧物种.本文使用鲁米诺作为化学发光探针,针对两者寿命不同,建立了连续流动化学发光在线定量检测方法.对于O2·-,由于寿命短,标准品不易得到,将光照后Ti O2样品10s内与鲁米诺混合产生化学发光,根据鲁米诺和O2·-化学计量关系,将该发光强度对应的鲁米诺浓度转换成O2·-的浓度,实现间接定量;对于H2O2,将光照后的Ti O2溶液于黑暗处30 min后进行定量.该方法测得Ti O2光催化产生O2·-和H2O2的浓度范围分别为7.5~30 nmol/L和0.60~3.0μmol/L,检测限分别为1.95 nmol/L和18.0 nmol/L.O2·-和H2O2的生成动力学研究发现,两者的生成均符合指数衰减函数增长,通过拟合计算,其生成速率常数(kf)分别为0.0653nmol·s-1和15.0 nmol·s-1,表明在Ti O2光催化反应中H2O2的生成速率高于O2·-.     

方寸之间，大放“光”彩——介绍一个中级分析化学实验

设计了一个中级分析化学实验，将化学发光检测在纸芯片上完成。以硝酸铜和1,3,5-均苯三甲酸(H3BTC)为原料，水热法合成金属有机框架材料(MOFs)，将此MOFs负载在纸芯片上，利用其对鲁米诺-H2O2化学发光体系的催化作用，可实现微量H2O2含量的测定。本实验可锻炼学生综合实验的动手能力，掌握数据处理过程，使师范生的创新能力得到提高。     

还原剂与鲁米诺化学发光反应的研究(Ⅱ)——钒(Ⅱ)-鲁米诺化学发光反应

Fe(Ⅱ)和Ti(Ⅲ)与鲁米诺的化学发光反应已有报道,我们发现,Cr(Ⅱ)、Mo(Ⅲ)、W(Ⅲ)、U(Ⅲ)、CN^-、SO₃^2-、抗坏血酸等一大类还原剂均可与鲁米诺溶液作用产生化学发光,本文利用Jones还原柱产生V(Ⅱ),首次研究了V(Ⅱ)与鲁米诺的化学发光反应,在此基础上建立了钒的流动注射化学发光分析法,方法的检出限是8×10^-11g/mL钒,线性范围是4×10^-10～1×10^-5g/mL钒。测定的相对标准偏差小于2％,考察了20余种常见离子对测定的干扰情况,方法已用于水样中痕量钒的测定,初步探讨了发光反应的机理。     

铁(Ⅲ)-抗坏血酸-鲁米诺化学发光体系测定痕量抗坏血酸的研究

1 引 言 抗坏血酸是人体不可缺少而又不能在人体内合成的一种维生素,由于它能治疗多种疾病,因而对它的监测在临床和生化分析上有重要意义。本文将 Fe(Ⅲ)氧化抗坏血酸生成Fe(Ⅱ)的反应与鲁米诺-O2-Fe(Ⅱ)化学发光反应偶合,间接测定抗坏血酸的含量。检测限为 0.021μg/ml,线性范围0.1～10μg/ml,测定的相对标准偏差为4.5％,实验操作简便、快速,所用试剂廉价易得。     

CSTR中H2O2-KSCN-CuSO4非线性反应体系的研究

非统性化学反应现象（包括化学振荡、化学波和化学混饨等）的研究近二十年来进展较快，BZ反应＊、NADH氧化的生化反应＊及卤类化合物主导的其它反应体系［’－’］的混饨、双节律等复杂非线性现象不断被发现并得到不同程度的确证．无卤无机反应体系的复杂非线性现象未见报导，我们选择H202－KSCN－CllS04－N。OH无卤体系K7］进行探索，此反应在连续搅拌反应器（CSTR）和封闭反应器（batch）皆有振荡现象，在体系中加入鲁米诺（11J．－－－－n由产生发光振荡现象问，我们对这个反应体系的进一步研究发现复杂振荡（包括非周期过程）…     

微流控芯片化学发光检测系统研究

在微流控芯片上实现了鲁米诺-过氧化氢-Co2+化学发光反应及分析应用研究。探讨了分离电压对电泳图谱的影响,发现在选定实验条件下,Co2+检出限可达到2.0×10-6mol/L;并且在微流控芯片上实现了Co2+与Cu2+的快速分离及检测。     

鸡屎藤抗氧化活性成分的提取及其对羟基自由基的抑制率

取一定量经烘干和粉碎的鸡屎藤样品,用乙醇-水混合液超声提取其中的抗氧化活性成分,所得萃取液引入化学发光流动注射分析仪的反应管路中,使与由Cu2+、抗坏血酸与过氧化氢反应体系所产生的羟基自由基反应。根据过氧化氢与鲁米诺反应的化学发光强度的变化值ΔI间接测得抗氧化活性成分对羟基自由基的抑制率。对抗氧化活性成分的萃取条件以及化学发光反应体系的条件均做了系统试验并预以最优化。     

以钌(Ⅱ)-联吡啶配合物为催化剂的B-Z化学发光振荡研究

报道了一种以钌(Ⅱ)-联吡啶[Ru(bpy)2+3]为催化剂的B-Z化学发光振荡新现象. 研究了B-Z化学发光振荡反应的影响因素, 并对体系的UV光吸收振荡进行了对比研究, 探讨了化学发光振荡反应的可能机理. 结果表明, 该体系的化学发光振荡是由于氧化态的钌(Ⅱ)-联吡啶被振荡反应过程中的强还原性中间体还原所引起的, 化学发光振荡随时间增加呈现周期性变化.     

纳米粒子参与的鲁米诺化学发光及其分析应用

化学发光的基础理论和分析应用已经有多年的研究历史,但化学发光的研究多局限于分子和离子水平。纳米粒子由于其量子尺寸效应、表面能高以及比表面积大,因而常作为氧化还原反应的催化剂来放大反应信号。近年来,纳米粒子直接或者间接参与的化学发光拓展了化学发光的理论和应用研究范畴,己发现纳米粒子能够作为催化剂、还原剂、微尺度反应平台和能量接受体等参与化学发光反应。本文详细介绍了纳米粒子参与的鲁米诺化学发光体系,并重点评述了部分纳米粒子参与的鲁米诺化学发光与高效液相色谱、毛细管电泳等分离技术联用实例。纳米粒子作为一种新型化学发光响应单元,可提高鲁米诺化学发光反应的效率,对开发新的鲁米诺化学发光反应体系具有重要意义,已有关于金、铂、银、合金、半导体、磁性等纳米粒子参与的鲁米诺化学发光报道。除应用于环境、药品及食品等分析领域外,其在免疫分析方面也表现出巨大的应用潜力。最后,提出了纳米粒子参与鲁米诺化学发光体系研究目前存在的问题,并对其未来的发展方向进行了展望。     

搅拌对Belousov-Zhabotinskii振荡反应的影响及反应机理研究

研究了非流动条件下搅拌对B-Z振荡反应的影响。实验发现即使在氮气保护下, 搅拌仍对振荡行为(振幅和周期等)有明显影响。为解释搅拌的影响作用, 对B-Z反应的Oregonator模型作了修正和补充并依据非平衡态热力学的一般原理将搅拌影响唯象地归结为反应速率常数的相对变化。修正后的模型不仅较好地克服了原模型存在的一些问题, 而且在引入搅拌作用以后得到了与实验现象定性一致的数值模拟结果。     

反向流动注射化学发光法测定痕量硫离子

在碱性条件下,基于硫离子对鲁米诺和高碘酸钾化学发光反应有很强的增敏作用,建立了反向流动注射化学发光法检测水中痕量硫离子的新方法。在优化实验条件下,硫离子浓度在8.0×10-10~5.0×10-6g/mL范围内与发光强度呈良好的线性关系;检出限(3σ)为2.0×10-10g/mL;相对标准偏差为2.3%(n=11,1.0×10-8g/mLS2-)。该方法用于环境水样中S2-的测定,结果令人满意。     

NiL(ClO4)2催化NaBrO3-MA-H3PO4体系振荡反应的研究

报道了一种反式Curtis环的镍(Ⅱ) 的配合物NiL(ClO4)2(L为2,4,4,9,11,11-六甲基-1,5,8,12-四氮杂环十四-1,5,8,12-四烯)催化NaBrO3-CH2（COOH）2（MA）-H3PO4体系的化学振荡反应。测得该体系的振荡范围,研究、分析了各物种浓度、自由基抑制剂和还原剂、Ag+、Hg2+以及温度对振荡反应的影响。结果表明Br-起重要动力学控制作用,在反应过程中有自由基、Br2产生并参与了反应。同时发现搅拌速度对反应有很大影响。该反应的振荡轨迹与经典BZ反应及其它四氮杂大环配合物催化的体系有所不同。     

蔬菜中有机磷农药辛硫磷的化学发光分析研究

研究发现,在碱性介质中,无机盐氯化钠显著增强有机磷农药辛硫磷在鲁米诺-H2O2体系中的化学发光信号,据此建立了测定辛硫磷的化学发光新方法并探讨了该化学发光反应的可能机理.在鲁米诺分析液浓度为5×10-4 mol/L,H2O2溶液浓度为0.3 mol/L,NaCl浓度为4 mol/L,pH值为13的条件下,辛硫磷的浓度在1.0×10-5～1.0×10-3 g/L范围内与化学发光强度呈良好的线性关系;检出限为5.4×10-6 g/L;对浓度为5.0×10-4 g/L的辛硫磷进行11次平行测定,相对标准偏差为4.6%;添加3水平(0.01～1.0 mg/kg)的回收率为86%～106%.本方法用于蔬菜中辛硫磷残留量的测定,结果与气相色谱法基本一致.     

硫化镉量子点增敏化学发光体系测定痕量苯酚的研究

在碱性条件下,硫化镉量子点对鲁米诺-H2O2化学发光体系具有显著的增敏作用,而苯酚对该体系的化学发光有强烈抑制作用,以此建立了流动注射化学发光检测苯酚的新方法.在优化实验条件下,苯酚浓度在5.0×10-9 ～5.0×10-7g/L(r=0.9935)和5.0×10-6 ～1.0×10-3g/L(r=0.9982)范围内...     

青霉素V钾的有机半合成及其抑菌效果表征——推荐一个化学生物学综合实验

青霉素的有机半合成及其抑菌效果表征是一个涵盖知识点众多的综合性实验，目前相关实验仅有美国麻省理工学院(MIT)等少数高校开设，国内尚未有关于该实验教学方面的报道。为了将研究型的环境引入教学实验，培养学生科学思维能力，我们进行了如下改进：1)设计并搭建了循环冷凝装置，引入低温控制，提高产物的稳定性，有效减少副产物的生成；2)添加无水乙醇后处理步骤，利用溶解度差异除去副产物；3)引入微量二倍稀释法测定青霉素最低抑菌浓度，利用牛津杯法测定青霉素抑菌圈，提高实验的展示度；4)将科研成果融入教学，使用小麦胚芽凝集素荧光标记结合荧光共聚焦显微镜表征青霉素对细菌细胞壁完整度的影响，展示青霉素的抑菌机制。该实验交叉融合有机合成与化学生物学的实验内容，引入科研表征手段，使得学生切实体验科学研究的过程，激发学生的探索精神和创新意识。     

纳米银增敏化学发光体系测定间苯二酚

采用柠檬酸钠包覆化学还原法制备纳米银粒子,将该纳米银粒子加入到碱性鲁米诺-铁氰化钾化学发光体系,体系的化学发光强度明显增强,而间苯二酚的加入能抑制该体系的化学发光,据此建立了流动注射化学发光法定量分析痕量间苯二酚的新方法.考察了鲁米诺、铁氰化钾、氢氧化钠以及纳米银浓度对化学发光体系的影响.在优化的实验条件下,该方法测定...     

基于氧化石墨烯信号放大的化学发光法联合检测甲胎蛋白和癌胚抗原

提出了一种基于信号放大技术的流动注射化学发光免疫传感器, 用于联合检测人血清中甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA)的含量. 该传感器首先用表面接枝羧基的氧化石墨烯来吸附固定辣根过氧化物酶(HRP)标记的二抗, 制得信号放大型免疫探针. 然后用合成的磁性介孔材料Fe₃O₄/SiO₂来吸附固定AFP和CEA的单克隆抗体, 用磁铁将其吸附在两个检测池内壁. 当待检样品和信号放大型免疫探针陆续注射进入相应检测池, 发生夹心式免疫反应, 形成的免疫复合物被磁条吸附在检测池内壁. 随后加入鲁米诺和H₂O₂发光底物, 与酶标记物发生酶促增强的化学发光反应, 并通过控制设在两个管路上的开关来控制鲁米诺和H₂O₂的流通, 相继检测两个检测池中的化学发光信号, 从而实现两种待测物的同时检测.