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化学发光反应新体系及化学发光分析新方法的研究

杜建修  
【摘要】: 近年来,化学发光分析因其灵敏度高、线性范围宽、分析速度快、仪器设备简单便宜以及易于实现自动化和连续分析等特点,吸引着众多分析工作者的广泛关注,已被成功地应用于生物技术、药学、分子生物学、临床医学和环境检测等领域中许多重要的无机和有机种类的分析。目前化学发光分析研究的重点在于(1)构建新的化学发光反应体系以扩大化学发光分析的应用范围;(2)采用有效的途径来改善化学发光分析的选择性,以提高方法的实用价值。 本研究工作主要集中于两个方面,一方面是将分子印迹技术和控制电位电解技术应用于化学发光分析系统,以克服化学发光分析选择性差的不足之处;另一方面是发现新的化学发光反应,建立新的化学发光分析方法,研究其应用于实际样品分析的可行性。 第一章为概述。系统地总结了化学发光分析的理论、化学发光分析的仪器、典型的化学发光反应体系以及它们在近三年来的分析应用,同时对新近发展起来的、与化学发光相关的技术及其未来的发展方向进行了简要的阐述。 第二章为分子印迹-化学发光分析法的研究。通过采用具有特异性识别功能的肾上腺素印迹聚合物和扑热息痛印迹聚合物作为分子识别物质,构建了两个新的流通式化学发光检测系统并分别用于肾上腺素和扑热息痛的测定。测定肾上腺素的方法是基于在铁氰化钾和亚铁氰化钾存在条件下,肾上腺素与碱性鲁米诺间的化学发光反应,而测定扑热息痛的方法是基于扑热息痛对鲁米诺-铁氰化钾化学发光反应的抑制作用。将适量的肾上腺素印迹聚合物或扑热息痛印迹聚合物填充于化学发光流通池并放置于光电倍增管的光窗前;当肾上腺素溶液或扑热息痛溶液 n南帅范人学博1;学位论文 内容摘要 流过流通地时,肾上腺素分子或朴热息痛分子被填充在流通池内的分子印迹聚合 物选择地俘获;随后,让化学发光试剂溶液流过流通池时,与被印迹聚合物俘获 的肾上腺素分子或扑热息痛分子发生反应,产生化学发光信号;在化学发光反应 中,俘获的肾上腺素分子或扑热思痛分子的结构被破坏,释放出所占据的印迹洞 穴,用于再次识别印迹分子。对于肾上腺素,化学发光信号与肾上腺素浓度的对 数值在 5~100 nmol/L范围内呈线性关系,检出限为 3 nmol/L,相对标准偏差小于 5%门0 nmol/L肾上腺素溶液,n-7);对于扑热息痛,化学发光信号的降低值与扑 热息痛浓度的对数值在 7刁 pmol/L范围内呈线性关系,检出限为 3llmol几,相 对标准偏差小于 5%K0Hmol/L扑热息痛溶液,n-9人干扰试验表明,分子印迹聚 合物与化学发光分析的结合在很大程度上提高了化学发光分析方法的选择性,使 其有希望成为具有较高选择性的分析方法而被直接应用于复杂样品中分析物的测 定。所建立的方法己被应用于稀释的血样中肾上腺素以及稀释的尿样中扑热息痛 的测定,结果令人满意。 第三章为碱土金属元素化学发光行为的研究。人们普遍认为具有不变价态的 第二主族元素(碱土金属 Mg》,Caf”,STz”和 B/”离于)在通常条件下既没有氧化 还原性,也没有催化活性,因而一般认为它们即没有基于氧化还原性的化学发光 行为,也没有基于催化活性的化学发光行为。我们惊奇地发现,当将上述碱土金 属离于加入到鲁米诺与高锰酸钾化学发光反应结束后的溶液中或荧光素与高锰酸 钾化学发光反应结束后的溶液中,立即引发了新的化学发光反应,产生较强的化 学发光信号。通过对紫外可见光谱、化学发光光谱、化学发光反应动力学性质以 及其它一些反应特性的研究表明:在反应中,高锰酸钾首先被鲁米诺或荧光素还 原为锰酸钾生成的锰酸钾与鲁米诺或荧光素缓慢地发生反应;碱土金属离子*“ 或 Cah或 Sr1或 Bay的加入催化了锰酸钾与鲁米诺或锰酸钾与荧光素间的反应 而导致较强的化学发光信号的产生;高锰酸钾最终被还原为二氧化锰。但对于碱 土金属离子在反应中确切的催化机理尚不清楚。可以预见,弄清这种催化机理, 对于丰富化学发光反应理论,拓宽化学发光反应研究的视野都将起到重要的作用。 此外,优化了化学发光反应的条件,评估了其用于碱土金属离于 Mg)、CaZ\ Sr’和 Bay测定的可行性,给出了化学发光分析方法的相关参数。利用鲁米诺一高锰酸钾 西南帅范人学博1学位论文 内容摘要 化学发光反应体系,测定减土金属离于的线性范围分别为 04-6 pg/mL Mgy。 入60O卜g偷L C。’”、1-mo pgMLa’”和个mo卜g/mL B。’”;检出限分另为0刀8 p旮mL Mg’”、lpg/mL Ca’”、0.05 Hg/mL Sr‘”和 2 pg/mL B/”;利用荧光素一高锰 酸钾化学发光反应体系,测定碱士金属离子的线性范围分别为 10-600 pg/mL Mg’”、10-800 Hg/mLCa’”和 10-600 fig/mL Ba’”;检出限均为 5 pg/mL。 第四章为控制电位电解一化学发光分析法的研究。铝(ill铀(ill、钒(11)分别 是从 铀、钒的不稳定还原态,我们曾发现在碱性溶液中,它们都能与鲁米诺发 生化学发光反应。在现在的工作中,我们使?


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