化学发光剂鲁米诺的合成
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鲁米诺化学发光分析研究综述化学发光是化学反应体系中的某些分子,如反应物、中间体或反应产物吸收了化学反应释放出的化学能,由基态跃迁至激发态,当其从激发态返回基态时所产生的光辐射[1]。
化学发光法则是根据化学反应的发光强度或发光总量确定相应组分含量的一种分析方法。
同荧光法相比,化学发光法不需要外来的光源,减少了拉曼散射和瑞利散射,降低了噪音信号的干扰,提高了检测的灵敏度[4],扩大了线性范围。
鲁米诺(5-氨基-2,3-二氢-1,4-二杂氮萘二酮,也称3-氨基邻苯二甲酰肼)因其结构简单、易合成、水溶性好,以及发光量子效率高等特点,鲁米诺是最常用的液相化学发光试剂之一。
自从1928年albrecht首次报道了鲁米诺与氧化剂在碱性溶液中的化学发光反应以来,人们对该化学发光体系的研究就一直十分活跃,使得该化学发光体系被应用于许多领域之中。
white等通过比较鲁米诺体系的化学发光光谱和3-氨基邻苯二甲酸根离子的荧光光谱,提出鲁米诺化学发光反应的发光体。
在碱性条件下,鲁米诺首先被氧化为叠氮酮,然后形成桥式六元环过氧化物中间体,分解后以光子的形式释放出能量产生化学发光。
下面笔者简要介绍鲁米诺化学发光反应的机理,详细地总结近五年来鲁米诺化学发光体系的应用进展。
鲁米诺化学发光体系的分析应用主要基于以下几个方面。
鲁米诺-过氧化氢化学发光体系应用最为广泛。
许多过渡金属离子对鲁米诺-过氧化氢化学发光反应具有很好的催化作用。
李正平等发现铁蛋白催化,产生很强的化学发光信号,建立简便灵敏的检测铁蛋白的化学发光方法。
方法的线性范围为0.5~10μg/l,检出限为0.36μg/l,为铁蛋白作为纳米粒子标记物及直接检测提供一种新的途径。
戴路等报道了一种新的测定雌性激素的流动注射化学发光方法。
在碱性条件下,金银复合纳米粒子能显著地增强鲁米诺-过氧化氢化学发光,而雌性激素能明显地抑制该体系的化学发光强度,建立了测定天然雌激素(雌酮、雌二醇和雌三醇)的化学发光方法。
鲁米诺的制备实验报告实验报告:鲁米诺的制备实验一、实验目的本实验旨在通过化学反应制备鲁米诺,并观察其发光性质。
二、实验原理鲁米诺是一种发光化合物,通常用于化学发光实验。
鲁米诺分子结构中含有苯并噻吩和吡咯环,它们共同构成了鲁米诺分子的核心结构。
实验中,我们将使用一系列化学试剂和反应条件将苯并噻吩和吡咯反应,制备鲁米诺。
三、实验步骤1. 在实验室通风橱中,准备试剂与设备。
2. 将50 mL 的无水四乙酸铊溶液倒入200 mL的圆底烧瓶中,并加入约0.2 g 的苯并噻吩。
加适量的四氢呋喃溶剂使得苯并噻吩完全溶解。
3. 在实验室通风橱的适当位置,将2.5 g 的溴溶液(48%溴溶液)滴加到苯并噻吩溶液中。
4. 缓慢加入0.4 g的吡咯、6 mL的浓氢氧化钠溶液和30 mL 的无水乙醇。
此时,反应溶液呈暗红色,通入氮气。
继续搅拌30 min。
5. 使用橡皮塞封住烧瓶口,并将其浸入水浴中。
在85C下搅拌反应液60分钟。
6. 在适当的位置用水冷却,然后将反应液转移到500 mL锥形瓶中。
7. 加入适量的浓HCl ,产生大量气泡。
8. 使用酸性石炭酸钠溶液中和反应液。
9. 过滤过滤杂质,然后将过滤液放在冷柜中冷藏12小时。
10. 准备稻草酸钠溶液,用稻草酸钠溶液洗涤上锥形瓶中的粉末沉淀三次,每次30毫升。
11. 将纯净的鲁米诺粉末置于真空干燥器中,干燥12小时,最后将其称重,得到制备的鲁米诺产量。
四、实验结果通过上述实验步骤可以制备出一定量的鲁米诺产物。
经过称量,得到鲁米诺的产量为x克。
五、实验讨论与思考鲁米诺的制备实验是一个较为复杂的化学反应过程。
在实验中,苯并噻吩与吡咯在适当的反应条件下,经过一系列的反应步骤,得到了鲁米诺产物。
通过测定鲁米诺的产量,我们可以评估反应的效果。
由于实验中使用的试剂和反应条件较多,实验中需要注意操作方法的准确性和谨慎性,避免对人体产生伤害和化学品的浪费。
同时,鲁米诺在储存和使用过程中需要注意防潮、防晒和避免高温等因素,以保证其性质和效果的稳定性。
金纳米粒子催化鲁米诺化学发光(一):过氧化氢体系2016-08-26 13:23来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部基于金纳米粒子化学发光示意图最早发现的液相纳米化学发光体系是纳米金催化的鲁米诺-过氧化氢化学发光体系。
Zhang等研究了不同粒径大小的金纳米粒子对其催化作用的影响,发现38 nm金纳米粒子具有最强的催化作用,并且提出了化学发光机理。
H2O2的O-O键在纳米金的催化作用下可能断裂,从而在纳米金表面生成两个HO·自由基,并且所生成的HO•自由基能够与纳米金之间发生部分电子转移而相对稳定。
在此基础上,HO•自由基进一步与碱性溶液中的鲁米诺阴离子以及过氧化氢阴离子发生反应,大大提高了鲁米诺自由基(L•- )以及超氧基阴离子自由基(O2•-)的生成速率。
纳米金表面生成的L•-和O2•-之间可以在纳米金的催化作用下进一步发生电子转移反应,生成关键的过氧化物中间体,最终分解生成3-氨基邻苯二甲酸根离子并产生化学发光。
总之,纳米金对体系中自由基的生成以及自由基之间电子转移反应的催化作用导致了体系化学发光信号的大大增强。
基于该化学发光体系,该研究建立的流动注射化学发光法( FI-CL)测定含有OH,NH2或者SH基团的多种有机物,该方法的检测限达到了10-9-10-10mol/L。
该研究首次将金纳米粒子用于化学发光反应,不但拓展了化学发光催化剂的种类,而且为金纳米粒子作为标记的分析物提供了化学发光检测方法。
此后,纳米金催化的鲁米诺-过氧化氢化学发光体系被广泛应用到了实际样品分析中。
Wang等基于纳米金催化的鲁米诺-过氧化氢化学发光体系,建立了一种新颖、快速测定人尿液中喹诺酮类衍生物的化学发光法,人尿液中的诺氟沙星、环丙沙星、洛美沙星、氟罗沙星、氧氟沙星和左氧沙星的检测限分别为3.2、9.5、7.0、9.0、8.0和8.0 ng/mL。
Lan等建立了一种化学发光流式传感器,测定人血液中的葡萄糖。
鲁米诺的化学发光量子产率
鲁米诺是一种在化学反应中产生发光的现象。
在这种反应中,化学物质通过氧化或还原等过程释放出能量,并将其转化为光能。
然而,不同的化学反应会产生不同的发光量子产率。
发光量子产率是指在化学反应中发出光子的数量与反应中消耗的能量之比。
它通常用百分比来表示,即发光量子产率为100%时,所有消耗的能量都转化成了发出的光。
鲁米诺反应是一种常见的化学发光反应,它在实验室和工业生产中都有广泛的应用。
通过对鲁米诺反应中的化学物质进行调整,可以控制其发光量子产率,从而改善反应效率和产量。
近年来,随着材料科学和纳米技术的发展,人们已经成功地制造出了许多新型的鲁米诺材料。
这些材料具有更高的发光量子产率和更强的化学稳定性,使它们成为一种有潜力的发光材料。
总之,鲁米诺的化学发光量子产率是一个重要的研究领域,它可以为化学反应的研究和应用带来重大的进展。
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化学发光剂鲁米诺的合成及其发光试验
苏宇;钟增培
【期刊名称】《川北医学院学报》
【年(卷),期】1993(0)1
【摘要】鲁米诺是一种化学发光物质。
作为化学发光分析法中的一种重要试剂。
它广泛地应用于工农业生产中,在医学、药学方面也有较高的应用价值。
本文介绍了作者从邻苯二甲酸酐开始合成鲁米诺的方法以及产品的红外、核磁共振、质谱的分析结果和发光试验。
【总页数】3页(P15-17)
【作者】苏宇;钟增培
【作者单位】[1]川北医学院化学教研室;[2]中山大学化学系
【正文语种】中文
【中图分类】R
【相关文献】
1.抗氧化剂对鲁米诺—亚硫酸钠化学发光体系发光强度的影响 [J], 高宏峰
2.化学氧化合成聚(苯胺_鲁米诺)复合纳米线的电化学发光特性研究 [J], 王艳杰;李桂新;郑行望
3.还原剂与鲁米诺化学发光反应的研究:Ⅲ.钼(Ⅲ)—鲁米诺化学发光反应 [J], 吕九如;张新荣
4.恒电位电生还原剂与鲁米诺化学发光分析研究 [J], 杨玲娟;王小芳;吕九如
5.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 [J], 吕九如;张新荣;朱智甲;章竹君;李美青
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1概述鲁米诺luminol,又名发光氨。
可以鉴别经过擦洗,时间很久以前的血痕。
它常温下是一种黄色晶体或者米黄色粉末,是一种比较稳定的化学试剂。
它的化学式是C8H7N3O2 结构式在下面的图图里面有。
同时,鲁米诺又是一种强酸,对眼睛、皮肤、呼吸道有一定刺激作用。
在检验血痕时,鲁米诺与血红素(hemoglobin,血红蛋白中负责运输氧的一种蛋白质)发生反应,显出蓝绿色的荧光。
鲁米诺的灵敏度可以达到一百万分之一。
即1滴血混在 999,999滴水中时也可以被检验出来(既:1吨带1ML血的溶液中).不过它与其他具有氧化性的物质也发生反应,但是显示的颜色和显色的时间长短都是不同的。
任何东西都不会不留痕迹地消失。
这对于暴力犯罪受害者尤为适用。
凶手可以处理掉受害者尸体,擦去一滩滩的血,但如果不使用强效清洁剂,仍将会留下一些痕迹。
血液中的微小粒子将会附着在现场表面许多年,却无人知晓。
2基本原理发光氨的基本原理是:几种化学物质与血液中的含氧蛋白——血红蛋白发生发光化学反应,从而显示血液的痕迹。
分子会分裂成原子,原子重新组合成新分子。
在这一特定反应中,反应物(原有分子)比生成物(生成分子)能量大。
分子以可见光子的形式释放出多余的能量。
这一过程通常称为化学发光,与萤火虫和荧光棒发光现象类似。
3适用范围. 使用发光氨的一个问题是化学反应会破坏犯罪现场的其他证据。
基于这一原因,调查人员仅会在尝试其他办法之后,才使用发光氨。
发光氨的确是警察的有用工具,但在现实犯罪调查中,并不像有些电视节目上使用得那样普遍。
警察不会一走进犯罪现场,便开始向所有物体表面喷射发光氨。
4缺点发光氨的缺点: 它能照亮如铜和漂白剂等物质而不是血液。
一直用发光氨来检测血液,也能摧毁血液证据,虽然研究证明一个能自行生产发育的DNA匹配经常在发光氨血液检测中被发现。
最后一点就是,目前还不清楚发光氨是否是一种致癌物质.当CSI用发光氨检测血液时,他们首先将发光氨与过氧化氢混合。
鲁米诺发光实验步骤
鲁米诺发光实验步骤:
1. 准备化学试剂:Luminol、次氯酸钠(NaClO)和氢氧化钠(NaOH)。
2. 将20g NaOH溶解于200 ml 水中,将100 mL 0.1 M NaClO 倒入其中。
3. 在暗室中,将干燥的luminol加入100ml的前述溶液中,搅拌至溶解。
4. 用一把长柄匙勺将一小撮固体(如白砂糖)撇入荧光液中,不要搅拌。
5. 在暗室中观察发生的光反应,可以看到漂亮的蓝色荧光。
6. 如果要进一步增强观察效果,可以添加过氧化氢或亚硫酸氢钠等物质,使反应更加明显。
注意事项:
1. Luminol 是一种化学性质良好,但具有毒性的化学试剂,需要勤换手套和眼镜,避免皮肤和眼睛接触。
2. 实验过程中应保持实验环境的暗度,避免外界光线干扰反应的发生。
3. 实验时应严格控制化学试剂的用量,根据需要加入适量的助催化剂,以增强荧光反应的强度和观察效果。
鲁米诺(luminol),又名发光氨,英文名5-Amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione。
它常温下是一种黄色晶体或者米黄色粉末,是一种比较稳定的化学试剂。
它的化学式是C8H7N3O2 结构式在下面的图图里面有。
同时,鲁米诺又是一种强酸,对眼睛、皮肤、呼吸道有一定刺激作用。
法医学上,鲁米诺反应又叫氨基苯二酰一胼反应,可以鉴别经过擦洗,时间很久以前的血痕。
生物学上则使用鲁米诺来检测细胞中的铜、铁及氰化物的存在。
3-硝基邻苯二甲酸可作为鲁米诺的合成原料。
3-硝基邻苯二甲酸与肼在高沸点溶剂(如二甘醇)中发生缩合反应,失去一分子水,生成3-硝基邻苯二甲酰肼。
然后以保险粉还原3-硝基邻苯二甲酰肼中的硝基,得到3-氨基邻苯二甲酰肼,即是鲁米诺。
鲁米诺只有用氧化剂处理过才会发光。
通常使用双氧水和一种氢氧化物碱的混合水溶液作为激发剂。
在铁化合物催化下,双氧水分解为氧气和水:2 H2O2 → O2 + 2 H2O实验室中常以铁氰化钾作为催化剂铁的来源,而法医学上的催化剂则恰好是血红蛋白中的铁。
很多生物系统中的酶也可催化过氧化氢的分解反应。
鲁米诺与氢氧化物反应时生成了一个双负离子(Dianion),它可被过氧化氢分解出的氧气氧化,产物为一个有机过氧化物。
该过氧化物很不稳定,立即分解出氮气,生成激发态的3-氨基邻苯二甲酸。
激发态至基态转化中,释放的能量以光子的形式存在,波长位于可见光的蓝光部分。
在检验血痕时,鲁米诺与血红素(hemoglobin,血红蛋白中负责运输氧的一种蛋白质)发生反应,显出蓝绿色的荧光。
鲁米诺的灵敏度可以达到一百万分之一。
即1滴血混在999,999滴水中时也可以被检验出来。
不过它与其他具有氧化性的物质也发生反应,但是显示的颜色和显色的时间长短都是不同的。
即使犯罪现场的血迹已经被擦过或清除过,调查者依旧可以使用鲁米诺找到它们的位置。
实际上,调查者在要调查的区域内喷洒鲁米诺和激发剂溶液,血中的铁立即催化鲁米诺的发光反应,使其产生蓝色光芒。
化学发光剂鲁米诺的合成化学发光剂?鲁米诺的合成一、实验目的学习芳烃硝化反应的基本理论和硝化方法,加深对芳烃亲电取代反应的理解,进一步掌握重结晶操作技术;了解鲁米诺化学发光原理。
二、实验原理3-硝基-邻苯二甲酸(3-Nitrophthalic Acid)是制备化学发光剂鲁米诺的原料,经脱水后得到的3-硝基-邻苯二甲酸酐可用于有机合成和醇类测定。
邻苯二甲酸酐经直接硝化,既可获得3-硝基-邻苯二甲酸,同时也会得到4-硝基-邻苯二甲酸。
在3-硝基-邻苯二甲酸分子中,硝基对邻位羧基影响很大,它和羧酸会形成分子内氢键,加上相邻二羧基之间存在的分子内氢键,对整个羧酸分子的离解产生显著的抑制作用,从而导致其水溶性下降。
在4-硝基-邻苯二甲酸中,硝基与羧酸之间难形成分子内氢键,因而,它在水中的离解度相对要大一些,水溶性也好一些。
邻苯二甲酸酐硝化后产生的异构体的分离正是利用它们在水溶性上的差异加以解决的。
反应式:许多化学反应都是以热的形式释放能量,也有一些化学反应主要是以光的形式释放能量,鲁米诺(Luminol)在碱性条件下与氧分子的作用就是一个典型的化学发光例子。
一般认为,鲁米诺在碱性溶液中转变为二价负离子,后者与氧分子反应生成一种过氧化物,过氧化物不稳定而发生分解,导致形成一种具有发光性能的电子激发态中间体。
其过程如下:现已证实,发光体是3-氨基-邻苯二甲酸盐二价负离子的激发单线态。
当激发单线态返回至基态,就会产生荧光。
激发态中间体也可将能量传递至激发态能量较低的受体分子,受激发的受体分子再通过发出荧光释放能量恢复到基态。
不同受体分子的激发态能量的差异使其发出的荧光各不相同,这些现象在本实验中可观察得到。
三、药品邻苯二甲酸酐、二缩三乙二醇、10,水合肼、二水合连二亚硫酸钠、二甲亚砜、浓硫酸、发烟硝酸、冰醋酸、10,氢氧化钠、氢氧化钾四、实验操作1、3-硝基-邻苯二甲酸的合成在100mL三口烧瓶上,配置磁力搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗,分别加入12ml浓硫酸和12g邻苯二甲酸酐。
鲁米诺化学发光体系在药物分析中应用奚源;胡迎庆【摘要】利用简单原料合成鲁米诺.通过傅里叶红外分析仪(FT-IR),核磁共振谱仪(NMR)对材料的表面基团和分子结构进行了表征分析.结果表明产物为纯鲁米诺.将产物与流动注射化学发光结合,建立了检测药物双嘧达莫浓度的发光分析法.研究表明,这种方法在药物浓度1×10-7~4×10-4 mg/mL之间具有高灵敏度,检出限为6×10-8 mg/mL,多次测量,标准偏差为1.06%,具有99.2%的回收率,容易实现自动化.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)014【总页数】3页(P131-132,149)【关键词】流动注射分析;化学发光反应;鲁米诺;双嘧达莫【作者】奚源;胡迎庆【作者单位】宜兴中学, 江苏宜兴 214200;宜兴中学, 江苏宜兴 214200【正文语种】中文【中图分类】O657利用化学分析法测定双嘧达莫含量,在国内外已经有深入研究。
常用方法有分光光度法[1]、火焰原子吸收光谱法[2]、高效液相色谱法[3]、电化学法[4]、磷光分析法[5]、荧光光度法[6]和化学发光分析法[7]等。
本文利用流动注射方式与化学发光分析相结合,研究了双嘧达莫催化鲁米诺-K3Fe(CN)6的化学发光新体系,用于测定药品中双嘧达莫含量,获得了满意的效果。
NEXUS傅里叶红外光谱仪,美国尼高力;AVANCE III型核磁共振谱仪,瑞士Bruker;IFFL-D型流动注射化学发光分析仪,西安瑞迈电子科技有限公司。
浓硫酸、浓硝酸、NaOH、邻苯二甲酸酐、连二亚硫酸钠、一缩二乙二醇、乙酸、双嘧达莫、保险粉、高锰酸钾、双氧水、铁氰化钾(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);实验用水为去离子水。
称取8 g邻苯二甲酸酐,分别加入12 mL浓硫酸和25 mL浓硝酸,加热并搅拌1 h后倒入40 mL冷水烧杯中,过滤,得到黄色固体。
称取1.3 g黄色固体,加入2 mL 10%水合肼,4 mL 一缩二乙二醇,在反应温度60 ℃下冷凝回流12 h,反应结束后冷却至室温,过滤,加入10%氢氧化钠溶液,10 mL水合肼加热至沸并不断搅拌,保持沸腾5 min。
一、实验目的1. 掌握鲁米诺的合成方法,了解芳烃硝化反应的基本理论和硝化方法。
2. 深入理解芳烃亲电取代反应,并掌握重结晶操作技术。
3. 了解鲁米诺化学发光原理,为后续研究提供基础。
二、实验原理鲁米诺(Luminol),又名发光氨,化学名称为3-氨基-苯二甲酰肼。
其合成方法主要基于芳烃硝化反应,即在芳烃上引入硝基,再与肼反应得到目标产物。
鲁米诺在氧化的情况下可以发出蓝光,这一特性使其在法医学、生物工程等领域具有广泛的应用。
三、实验材料与仪器材料:1. 邻苯二甲酸酐2. 甘油(丙三醇)3. 10水合肼4. 连二亚硫酸钠(保险粉Na2S2O4)5. 混合酸(浓硫酸:浓硝酸=3:2)6. 冰醋酸7. 10氢氧化钠溶液仪器:1. 烧杯2. 玻璃棒3. 量筒4. 研钵5. 热水浴6. 冷却水浴7. 抽滤装置8. 滤纸9. 蒸发皿四、实验步骤1. 硝化反应:- 将邻苯二甲酸酐加入烧杯中,加入适量甘油,搅拌均匀。
- 在搅拌下,逐滴加入混合酸,反应温度控制在40-50℃。
- 反应一段时间后,观察到溶液由无色变为黄色,表明硝化反应完成。
2. 肼化反应:- 将硝化反应后的溶液冷却至室温,加入适量的10水合肼,搅拌反应。
- 反应过程中,溶液逐渐变为浅黄色,最后变为淡棕色,表明肼化反应完成。
3. 重结晶:- 将肼化反应后的溶液冷却至室温,加入适量的冰醋酸,搅拌使溶液饱和。
- 将溶液置于冷却水浴中,冷却结晶。
- 使用抽滤装置将结晶分离,并用少量冰醋酸洗涤。
4. 干燥:- 将洗涤后的结晶置于蒸发皿中,在室温下干燥至恒重。
五、实验结果与分析实验成功合成了鲁米诺,其外观为浅黄色粉末。
通过红外光谱、核磁共振等手段对产物进行了表征,结果表明产物与目标化合物相符。
六、实验讨论1. 硝化反应是鲁米诺合成的关键步骤,反应条件对产物的纯度和收率有重要影响。
在本实验中,控制反应温度和酸浓度是保证硝化反应顺利进行的关键。
2. 肼化反应过程中,反应时间、温度和溶剂的选择对产物的纯度和收率有显著影响。
第21卷第1期化 学 研 究中国科技核心期刊2010年1月CH EMICAL RESEARCH hxyj@鲁米诺化学发光分析法研究进展邵晓东13,李 瑛2(1.中国石油天然气集团公司管材研究所,陕西西安710065; 2.西安热工研究院有限公司,陕西西安710032)摘 要:从化学发光反应机理和应用进展两个方面对鲁米诺2过氧化氢、鲁米诺2铁氰化钾、鲁米诺2碘化物、鲁米诺2高锰酸钾和鲁米诺2溶解氧等化学发光体系进行了综述;指出鲁米诺化学发光体系是应用最为广泛的一类化学发光体系,同时对鲁米诺化学发光分析法的发展方向进行了展望.关键词:鲁米诺;化学发光;化学发光分析法;研究进展;综述中图分类号:O65文献标识码:A文章编号:1008-1011(2010)01-0102-11R esearch Progress and Application of LuminolChemiluminescent AnalysisSHAO Xiao2dong13,L I Y ing2(1.T ubular Goods Research Center,China Pet roleum and N at ural Gas Grou p Corporation,X i’an710065,S haanx i,Chi na; 2.X i’an T hermal Power Research I nstit ute Co.L t d.,X i’an710032,S haanx i,China)Abstract:A review is provided for t he research p rogress and application of luminol chemilumi2nescent(CL)system and analysis met hod as well,where t he chemiluminescent reaction mecha2nisms and application of luminol2peroxide hydrogen,luminol2potassium ferricyanide,luminol2i2odide,luminol2potassium permanganate,luminol2dissolved oxygen,luminol2potassium dichro2mate,luminol2potassium peroxysulp hate and luminol2myoglobin CL system are highlighted.Itis pointed out t hat luminol CL system is t he most important and widely used CL system.At t hesame time,t he directions and develop ment t rends of luminol CL analysis are suggested.K eyw ords:luminol;chemiluminescence;chemiluminescent analysis;research progress;review 化学发光是指在一些特殊的化学反应中发出可见光的现象.其发光机理是反应体系中的某些物质吸收了反应释放的能量而由基态跃迁至激发态,从激发态返回基态时将能量以光辐射的形式释放出来,产生发光现象.化学发光分析法则是依据某一时刻化学发光强度或化学发光总量来确定反应中相应组分含量的一种微量及痕量分析法,具有高灵敏度、线性范围宽、设备简单、操作简便、易于实现自动化和分析快速等特点.近年来,与流动注射、微流控系统、电化学、高效液相色谱和毛细管电泳等方法的联用,使得化学发光分析法已广泛应用于药物分析、临床分析、环境分析和材料分析等领域[1].在众多的化学发光试剂当中,鲁米诺(32氨基邻苯二甲酰肼)因其具有较高的发光量子产率和较好的水溶性,可与多种氧化剂发生化学发光反应,已成为应用最广泛的化学发光试剂.鲁米诺化学发光分析法也成为研究最深入、应用最广泛的一类化学发光反应体系.本文主要从化学发光反应机理和应用进展两个方面对鲁米诺2过氧化氢、鲁米诺2铁氰化钾、鲁米诺2碘化物、鲁米诺2高锰酸钾和鲁米诺2溶解氧等化学发光体系的研究进展进行综述.1 鲁米诺2过氧化氢发光体系鲁米诺2过氧化氢化学发光反应是应用最为广泛的鲁米诺发光体系.Cu2+、Cr3+、Ni2+、Co2+和Fe2+等过渡金属离子对鲁米诺2过氧化氢化学发光反应有很好的催化作用,这一特点使得该化学发光反应获得了广收稿日期:2009-09-06.作者简介:陕西省教育厅专项科研计划资助项目(07J K395).作者简介:邵晓东(1984-),男,工程师,硕士,主要从事分子光谱研究工作.E2mail:shaoxd@.第1期邵晓东等:鲁米诺化学发光分析法研究进展103 泛的应用.如海水中微量铁的分析测定,可采用82羟基喹啉交换树脂对海水中微量铁进行在线富集浓缩后直接利用鲁米诺2过氧化氢流动注射体系分析,检出限为0.05nmol ・L -1.Timot hy 等人早在1975年就提出了金属离子与鲁米诺2过氧化氢化学发光反应的机理[2].如图1所示,M n +先与HO -2配位,生成的配合物再与鲁米诺发生氧化反应,M n +失去一个电子变成M (n +1)+,鲁米诺则被氧化成鲁米诺游离基,随后,鲁米诺游离基进一步被过氧化氢氧化成氨基邻苯二甲酸根离子并产生化学发光.过渡金属与其它物质形成配合物或者盐之后,催化的特性会发生很大的变化,其中Cu 2+与蛋白质结合形成配合物后极大地提高了催化能力,可以用于蛋白质的测定.近年来有文献报道,在碱性条件下,金银复合纳米粒子也能强烈地增强鲁米诺2过氧化氢化学发光;并建立了检测雌酮、雌二醇和雌三醇这三种雌性激素的化学发光分析法,检出限分别为4.3nmol ・L -1,39nmol ・L -1和6.5nmol ・L -1;该方法用来分析实际样品中雌三醇的含量获得了满意的结果,此法拓展了纳米催化液相化学发光的研究[3].表1总结了鲁米诺2过氧化氢体系其它的应用进展.图1 鲁米诺2过氧化氢2M n +化学发光反应机理Fig.1 The mechanism of luminol 2H 2O 22M n +CL reaction表1 鲁米诺2过氧化氢发光体系的应用Table 1 Applications of luminol 2H 2O 2CL reaction systemAnalyteCL reaction system Sample Detection limit Reference葡萄糖luminol 2H 2O 2血清 2.0×10-6mol ・L -14没食子酸luminol 2H 2O 22HRP橄榄油 1.5×10-7mol ・L -15半胱氨酸luminol 2H 2O 22Ag colloid --6促甲状腺激素luminol 2H 2O 22HRP 人血清-7S 2-luminol 2H 2O 2自来水、污水0.003mg ・L -18烷基苯酚聚氧乙基醇类luminol 2H 2O 2河水10ppb9过氧化氢luminol 2H 2O 22K 5[Cu (HIO 6)2]香烟气0.041nmol ・L -110葡萄糖、过氧化氢luminol 2H 2O 22HRP 试剂-11凝血酶luminol 2H 2O 2试剂-12乙型肝炎表面抗原乙型肝炎表面抗体luminol 2H 2O 2人血清0.4pmol ・L -11mI U ・mL -113α2胎球蛋白luminol 2H 2O 2人血清0.85ng ・mL -114血红蛋白luminol 2H 2O 2红细胞 1.0×10-9mol ・L -115过氧化氢luminol 2H 2O 2雨水9μg ・L -116诺氟沙星环丙沙星洛美沙星氟罗沙星氧氟沙星左氧氟沙星luminol 2H 2O 22gold nanoparticles 尿样 3.2ng ・mL -19.5ng ・mL -17.0ng ・mL -19.0ng ・mL -18.0ng ・mL -18.0ng ・mL -117104 化 学 研 究2010年续表1Analyte CL reaction system Sample Detection limit Reference 芬太尼luminol2H2O22HRP血浆-18 Co2+Fe2+ Mn2+luminol2H2O2饲料添加剂0.24mol・L-10.50mol・L-1375mol・L-119Cr3+luminol2H2O2水样-20维生素C、谷胱甘肽、尿酸luminol2H2O22Co2+/ED TA真实样品1×10-8mol・L-121苏丹I luminol2H2O2辣椒酱3pg・mL-122 Cr3+luminol2H2O22Cr3+矿泉水、自来水、河水 1.6×10-16mol・L-123血红素luminol2H2O2单个红血细胞0.17g・mL-124腐胺尸胺luminol2H2O22Co2+鱼肉0.03mol・L-10.06mol・L-125雌激素酮雌二醇雌三醇luminol2H2O2药片、孕妇尿样3.2nmol・L-17.7nmol・L-149nmol・L-126Hg2+luminol2H2O2海水、河水0.8μg・L-127丹宁酸luminol2H2O2中药五倍子、蛇麻草8×10-10mol・L-128甲胺膦luminol2H2O2蔬菜0.047g・mL-129Co2+ Cu2+luminol2H2O2水样0.08ng・mL-16ng・mL-130多菌灵luminol2H2O2自来水7.24×10-9g・mL-131α2胎球蛋白luminol2H2O2血样 2.7ng・mL-132Co2+、Cr3+luminol2H2O22Co2+/Cr3+水样-33利培酮luminol2H2O2尿样4pg・mL-1342 鲁米诺2铁氰化钾发光体系以铁氰化钾为氧化剂的鲁米诺化学发光反应被广泛研究并报道.常见的鲁米诺2铁氰化钾体系化学发光机理解释如图2所示[35].周艳梅等人[36]研究发现在碱性条件下,盐酸强力霉素对鲁米诺2铁氰化钾体系图2 鲁米诺2铁氰化钾化学发光反应机理Fig.2 The mechanism of luminol2K3Fe(CN)6CL reaction化学发光反应具有明显的增敏作用,据此建立了定量分析盐酸强力霉素的新方法.方法以甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂合成了盐酸强力霉素的分子印迹聚合物.以此分子印迹聚合物为分子识别物质,利用盐酸强力霉素2鲁米诺2铁氰化钾化学发光体系,结合流动注射化学发光分析技术,建立了测定盐酸强力霉素高选择性的分子印迹2流动注射化学发光分析方法.方法的线性范围为9.0×10-7~第1期邵晓东等:鲁米诺化学发光分析法研究进展105 6.0×10-5g・mL-1,检出限为3.2×10-7g・mL-1.刘丽珍等人[37]研究发现,碱性介质中吲哚乙酸对鲁米诺2铁氰化钾体系的化学发光强度有显著的增强作用,并且增强程度和吲哚乙酸浓度在一定范围内呈线性关系,据此建立了检测吲哚乙酸的新方法.在优化的实验条件下,测定吲哚乙酸的线性范围和检出限分别为1.2×10-9~3.0×10-7mol・L-1和5.76×10-10mol・L-1.将该法直接用于土壤样品中吲哚乙酸含量的分析测定,回收率在96.0%~104.3%之间.近年来发表的涉及鲁米诺2铁氰化钾体系的其它应用报道列于表2中,从表2可以看出,该体系较多地应用于实际样品的分析.表2 鲁米诺2铁氰化钾发光体系的应用Table2 Applications of luminol2K3Fe(CN)6CL reaction systemAnalyte CL reaction system Sample Detection limit Reference 生物需氧量luminol2K3Fe(CN)6河水 5.5mg O2・L-138青霉素头孢拉定头孢羟氨苄头孢氨苄luminol2K3Fe(CN)6牛奶0.50μg・mL-10.04μg・mL-10.08μg・mL-10.10μg・mL-139去甲肾上腺素肾上腺素luminol2K3Fe(CN)6药物针剂0.08μmol・L-10.06μmol・L-140L2多巴luminol2K3Fe(CN)6药品、人血浆 2.0×10-8mol・L-141醋酸地塞米松luminol2K3Fe(CN)6药物制剂0.01μg・mL-142Co2+ Cu2+luminol2K3Fe(CN)6电镀废水7.5×10-11mol・L-17.5×10-9mol・L-143亚硝酸盐luminol2K3Fe(CN)6食品4μg・L-144苯酚luminol2K3Fe(CN)6水样0.66ng・L-145盐酸苯海拉明马来酸氯苯那敏luminol2K3Fe(CN)6药物制剂0.3g・mL-10.02g・mL-146盐酸氯丙嗪luminol2K3Fe(CN)6尿样、饮用水3×10-9g・mL-147脱氧肾上腺素luminol2K3Fe(CN)6天然植物、柑桔类水果、生物体液 1.6ng・mL-148头孢美他唑luminol2K3Fe(CN)6药物制剂0.06ng・mL-1493 鲁米诺2碘化物发光体系鲁米诺2碘化物化学发光反应主要包括鲁米诺2碘和鲁米诺2高碘酸钾这两大化学发光体系.在鲁米诺2碘化学发光体系中,碘是典型的双电子氧化剂.20世纪70年代,Seitz和Hercules通过对反应动力学的研图3 鲁米诺2碘化学发光反应机理Fig.3 The mechanism of luminol2I2CL reaction106 化 学 研 究2010年究指出鲁米诺2碘体系化学发光反应的机理,如图3所示[50].孟磊等人[51]以碘与鲁米诺为化学发光体系采用静态注射法测定水体中的含氧量,与滴定方法测定的结果有很好的一致性,该法适用于环保部门的水质监测.石文兵等人[52]发现在碱性介质中,青霉素钠和苄青霉素对鲁米诺2高碘酸钾化学发光体系都有强烈的增强作用.在最佳的实验条件下,青霉素钠浓度与增强的发光强度成正比,线性范围为0.01~20μg・mL-1,检出限为3.0ng・mL-1,该方法已用于粉针剂、合成样品及尿样中青霉素钠的测定.而测定苄青霉素的线性范围和检出限分别为0.01~15.0mg・L-1和1.0μg・L-1,并在3件针剂样品的基础上加入了3种不同浓度的苄青霉素标准溶液,对方法的回收率做了试验,所得结果在97.2%~102.0%之间.表3列出近年来国内外学者应用该体系所做的研究工作.表3 鲁米诺2碘化物发光体系的应用Table3 Applications of luminol2iodide CL reaction systemAnalyte CL reaction system Sample Detection limit Reference 儿茶酚luminol2NaIO42gold nanoparticles自来水 1.0×10-10g・mL-153氢化可的松可的松甲基强的松龙地塞米松丙炎松luminol2[Cu(HIO6)2]5-猪肝0.50ng・g-11.00ng・g-10.60ng・g-10.08ng・g-10.10ng・g-154异烟肼luminol2KIO4尿样7×10-10g・L-155碘luminol2I2药物制剂0.5mg・L-156苏丹I luminol2KIO4辣椒酱0.03pg・mL-157去甲肾上腺素肾上腺素多巴胺L2多巴luminol2I2药物制剂0.34μg・L-10.15μg・L-10.18μg・L-10.18μg・L-158甲基萘醌亚硫酸氢钠luminol2KIO42甲基萘醌亚硫酸氢钠药物制剂-59左氧氟沙星luminol2KIO4药物制剂、人血清2ng・mL-160维生素C luminol2KIO4药片、尿样0.03ng・mL-161多巴胺luminol2KIO4药物制剂0.3ng・mL-162肾上腺素异丙肾上腺素去甲肾上腺素luminol2KIO4药物制剂0.01ng・mL-10.1ng・mL-12.0ng・mL-1634 鲁米诺2高锰酸钾发光体系高锰酸钾是化学发光反应中常用的强氧化剂.但其化学发光机理目前还没有一个明确的说法,一般认为高锰酸钾与还原性物质发生氧化还原反应,产生激发态的中间体,激发态返回基态时发出光.高锰酸钾氧化鲁米诺化学发光的报道比较少,而且对其研究主要集中在国内,杜建修等人发现碱土金属离子Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+对鲁米诺与高锰酸钾的较弱化学发光反应具有催化作用.马明阳等人[64]应用鲁米诺2高锰酸钾发光体系结合流动注射技术,建立了测定盐酸利多卡因的化学发光新方法,并将该法用于注射液中盐酸利多卡因的测定.石文兵[65]基于苯唑西林钠对碱性介质中鲁米诺2高锰酸钾体系化学发光的增强作用,建立了流动注射化学发光法测定苯唑西林钠的新方法.在最佳的实验条件下,测定的线性范围为0.01~20μg ・mL-1,检出限为1.0ng・mL-1.其它应用鲁米诺2高锰酸钾发光体系的报道列于表4中.5 鲁米诺2溶解氧发光体系鲁米诺2溶解氧发光体系的机理可以简要解释为鲁米诺在碱性溶液(p H=10~11)中,首先形成单价阴离子,与溶液中的溶解氧发生氧化还原反应,生成激发态的二价阴离子氨基邻苯二甲酸盐(A PD),A PD经非辐射型跃迁回到基态时,放出光子而产生发光现象.李菁菁等人[71]采用溶胶2凝胶法制得平均粒径约10nm 的SnO2粒子.将该纳米粒子加入碱性鲁米诺2溶解氧化学发光体系,体系的化学发光强度明显增强,这种增敏作用与纳米SnO2的加入量以及体系中溶解氧的浓度有关,基于此得出了纳米SnO2存在下溶解氧浓度与第1期邵晓东等:鲁米诺化学发光分析法研究进展107鲁米诺化学发光强度之间的线性关系,可用于溶解氧测定,检出限为0.3mg・L-1,文中还应用紫外2可见光谱和荧光光谱研究了这种增敏作用的机理,并应用该体系考察了水果的抗氧化能力.鲁米诺2溶解氧体系的应用进展总结于表5中,从表中的检出限可以发现,该体系的灵敏度非常高.表4 鲁米诺2高锰酸钾发光体系的应用Table4 Applications of luminol2KMnO4CL reaction systemAnalyte CL reaction system Sample Detection limit Reference 化学需氧量luminol2KMnO4地表水0.3mg・L-1(COD Mn)66没食子酸luminol2KMnO4橄榄 2.2×10-10g・mL-167奋乃静luminol2KMnO4尿样3×10-5g・L-168盐酸氯丙嗪盐酸羟哌氯丙嗪盐酸羟哌氟丙嗪盐酸硫醚嗪luminol2KMnO4盐酸氯丙嗪药剂、精神病人尿样0.4ng・mL-10.7ng・mL-12.0ng・mL-10.7ng・mL-169Al3+luminol2KMnO4水样2μg・L-170表5鲁米诺2溶解氧发光体系的应用Table5Applications of luminol2dissolved oxygen CL reaction system Analyte CL reaction system Sample Detection limit Reference 诺氟沙星luminol2dissolved oxygen胶囊、滴眼液、人血清、尿样0.1ng・mL-172绿原酸luminol2dissolved oxygen金银花、人血清、尿样0.3ng・mL-173棒曲霉素luminol2dissolved oxygen苹果汁0.01ng・mL-174卟啉铁luminol2dissolved oxygen2FePy海水0.11nmol・L-175化学需氧量luminol2dissolved oxygen河水、湖水0.08mg・L-176异烟肼luminol2dissolved oxygen药片0.67ng・mL-177卡托普利luminol2dissolved oxygen2Co2+药片、尿样2pg・mL-1786 鲁米诺其他发光体系鲁米诺化学发光体系除了上述五种常见体系以外,还包括鲁米诺2金属离子、鲁米诺2重铬酸盐、鲁米诺2过硫酸钾、鲁米诺2肌红蛋白等化学发光体系.孙光举等人[79]发现磷酸根和钼酸铵生成的杂多酸与鲁米诺产生化学发光反应,且发光强度与磷浓度在一定范围内成线性响应,据此建立了测定痕量磷的顺序注射化学发光的新方法.对影响发光强度的进样顺序、试剂浓度、流速和试剂体积进行了优化,采用掩蔽剂和阳离子交换树脂消除了干扰组分.方法的检出限为0.09μg・L-1,所建立的方法用于地表水和饮用水中溶解的痕量磷的测定,回收率为90%~105%.石文兵[80]应用鲁米诺2AuCl-4化学发光体系分别建立了测定雷尼替丁和阿莫西林钠的流动注射化学发光新方法,并分析了片剂、针剂、人尿及血浆中雷尼替丁的含量,测得结果与药典方法的结果相符,并成功应用于针剂及血清中阿莫西林钠的测定.鲁米诺其它化学发光体系的分析应用进展归纳于表6中.7 结束语通过前文对鲁米诺各发光体系研究进展的评述不难发现,鲁米诺化学发光分析法已经广泛应用于药物分析、临床分析和环境分析等领域中的有机物和无机物的微量及痕量分析,它已经成为研究最为深入、发展最为成熟、应用最为广泛的一类化学发光分析方法,并对化学发光分析法发展成为一种重要的仪器分析手段起到了重要作用.化学发光分析法因其仪器简单、操作方便,加上与高效液相色谱和毛细管电泳等其它分离方法的联用,必将提高化学发光分析法的选择性,使得其应用范围还会不断扩大,尤其在环境监测、生物医学及食品安全等领域将会有更为广泛的应用前景.目前,设计自动化程度更高、便于携带、能够实现实时实地检测的化学发光分析仪器将成为主要研究方向;此外,开发出实际应用的化学发光免疫传感器也将是其发展趋势;今后还应该进一步总结现有鲁米诺各发光体系的发光反应机理,为其在各分析领域的应用提供理论依据,使之再次成为分析化学较为活跃的研究领域.同时,像分子印迹技术和纳米技术等新型联用技术的发展108 化 学 研 究2010年和技术创新也将为鲁米诺化学发光分析法的进一步应用开拓更为广阔的天地.表6鲁米诺其它体系的应用Table6Applications of other luminol CL reaction systemAnalyte CL reaction system Sample Detection limit Reference 肼luminol2hydrazine2gold nanoparticles锅炉给水30×10-9mol・L-181葡萄糖luminol2glucose oxidase2HRP人血清510-7mol・L-182Fe2+luminol2Fe2+海水-83维生素C luminol2PMMA药品8.3×10-9mol・L-184芒果苷luminol2hypoxanthine2xanthine oxidase芒果-85槲皮素luminol2quercetin试剂 2.0×10-8mol・L-186加替沙星luminol2myoglobin药片、血清、尿样20ng・L-187有机磷杀虫剂luminol2K2S2O8蔬菜-88维生素K3luminol2vitamin K3药物针剂 3.0×10-7mol・L-189一氧化氮luminol2perborate空气-90叔丁基过氧化氢luminol2TB HP试剂-91Pt4+luminol2Pt4+模拟水样0.057ng・mL-192磷脂酰胆碱luminol2cytochrome C人血浆-93氨基酸luminol2ClO-试剂-94苏丹I苏丹II 苏丹III 苏丹IV luminol2BrO-辣椒酱6μg・kg-15μg・kg-14μg・kg-18μg・kg-195腺嘌呤luminol2K2Cr2O72SDBS尿样 2.46×10-10mol・L-196参考文献:[1]Anderson D J,Guo B,Xu Y,et al.Clinical chemistry[J].A nal Chem,1997,69(12):165-230.[2]Timothy G B,Seitz W R.Mechanism of cobalt catalysis of luminol chemiluminescence[J].A nal 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免疫印迹的化学发光底物原理当底物发生化学反应而产生的能量以光的形式释放出来的时候,我们称这个过程为化学发光。
鲁米诺(luminol)是最常用的化学发光试剂之一,被过氧化物氧化后它会产生一种激发态的产物——aminophthalate。
这种产物衰变至低能态的同时释放出光子。
专利添加物可以提高鲁米诺反应的发光强度和持续时间以及灵敏度。
化学发光底物被广泛使用是因为其具有其他检测方法不具备的优点,这些优点使得化学发光成为大多数蛋白实验室首选的检测方法。
使用化学发光可以通过多次曝光获得最好的成像结果。
还可以将检测试剂完全去除,再对其他目的蛋白进行检测并成像,或对检测条件进行优化。
具有很宽的线性响应范围,从而可以检测并定量很宽浓度范围的蛋白质。
最重要的是,化学发光在所有的检测方法中具有最高的灵敏度。
使用辣根过氧化物酶标记的抗体和G-Biosciences公司的femtoLUCENT™ PLUS (货号 # 786-003),可以检测的下限为飞克级,而这得益于这种底物中的增强剂可以很大程度地增强发光强度并提高灵敏度。
化学发光底物与其他底物不同之处在于只有在酶和底物发生反应的时候才会产生瞬时的可被检测的光。
这与那些可产生稳定有颜色产物的底物不同;些有颜色的沉淀在酶-底物反应结束之后仍然存在于膜上。
在化学发光免疫印迹中,底物是反应限制试剂。
一旦其耗尽,光就会逐渐变弱并消失。
实验中一定要使用适当稀释浓度的抗体,这样才会在几小时内产生稳定的光信号输出,从而维持蛋白检测的一致性和灵敏度。
当抗体没被足够稀释时,永远不会获得稳定的光信号输出。
系统中太多的酶会快速氧化底物并终止信号。
化学发光,鲁米诺在HRP和双氧水存在的条件下会被氧化形成激发态的产物(3-aminophthalate)。
3-aminophthalate在衰变至基态的过程中会发出波长为425nm的光。
femtoLUCENT™ PLUS化学发光的优点灵敏性•强信号,低背景•只需很少的抗原和抗体快速•印迹上快速的底物处理•信号在几秒钟之内产生稳定•与放射性同位素不同,存放期很长•4oC储存硬拷贝结果•用X光胶片捕获结果•结果不会随时间而褪色,不用担心膜的破裂•永久保存胶片结果•信号随曝光时间增强而增强•可选择在不同时间曝光•可优化显色的方法印迹可重新检测•非同位素标记的探针可从膜上洗掉•可重复进行免疫检测宽线性范围•可检测很宽范围的蛋白浓度可定量•可用反射型显象密度计或成像设备(例如CCD相机)扫描X光胶片。
密理博化学发光液中的鲁米诺浓度鲁米诺是一种具有发光性质的化学物质,常被用作发光液的主要成分之一。
发光液是一种特殊的溶液,能够在特定的条件下发出明亮的荧光。
而鲁米诺的浓度则是影响发光液发光强度的重要因素之一。
我们来了解一下鲁米诺的性质和特点。
鲁米诺是一种有机化合物,化学式为C8H7N3O2。
它具有很强的发光性质,能够在一定条件下发出蓝色或绿色的荧光。
鲁米诺的分子结构中含有苯环和吡咯环,这些结构使得鲁米诺具有良好的发光性能。
鲁米诺发光的原理是通过化学反应来实现的。
当鲁米诺溶于溶剂中时,其分子结构会发生变化,从而使得鲁米诺分子处于激发态。
在激发态下,鲁米诺分子的能级会发生跃迁,从而释放出能量。
这种能量的释放表现为发光现象。
在发光液中,鲁米诺的浓度对发光强度有着重要影响。
一般来说,鲁米诺浓度越高,发光强度就越大。
这是因为在同样的条件下,鲁米诺分子的数量增多,从而增加了发光的机会和概率,进而提高了发光强度。
然而,鲁米诺浓度过高也会对发光产生负面影响。
当鲁米诺浓度过高时,分子之间的相互作用会增强,导致激发态的寿命缩短,从而减弱了发光的强度。
因此,在设计发光液时,需要在保证一定浓度范围内选择合适的鲁米诺浓度,以获得最佳的发光效果。
除了鲁米诺浓度,发光液中其他成分的选择和浓度也会对发光效果产生影响。
例如,发光液中常添加激发剂和增强剂,以提高发光强度和稳定性。
激发剂能够吸收外界能量,并传递给鲁米诺分子,使其进入激发态;增强剂则能够增加鲁米诺分子间的相互作用,从而增强发光效果。
鲁米诺浓度是影响发光液发光强度的重要因素之一。
通过选择合适的鲁米诺浓度和其他成分,可以获得理想的发光效果。
发光液的发光强度不仅在科学研究中有着广泛的应用,同时也在实际生活中的荧光灯、指示灯等领域发挥着重要作用。
未来,随着科学技术的进步和发展,发光液的研究和应用将会越来越广泛,为我们的生活带来更多的便利和可能性。
鲁米诺的合成及化学发光实验小结1、E连续回流提取法(正确答案)从中药中水提取液中萃取偏于亲水性的成分的溶剂是()[单选题] *A正丁醇(正确答案)B乙醇C乙醚D三氯甲烷2、溶解范围广,提取较全面的是()[单选题] *A三氯甲烷B正丁醇C乙醇(正确答案)D水3、以下哪种方法是利用成分可以直接由固态加热变为气态的原理()A [单选题] *A升华法(正确答案)B分馏法C沉淀法D透析法4、以黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素为指标成分进行定性鉴别的中药是()[单选题] *A葛根B黄芩(正确答案)C槐花D陈皮5、倍半萜和二萜在化学结构上的明显区别是()[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同6、中药厚朴中含有的厚朴酚是()[单选题] *A双环氧木脂素类B联苯环辛烯型木脂素类C环木脂内酯木脂素类D新木脂素类(正确答案)7、当一种溶剂无法结晶时,常常使用混合溶剂,下列不是常用的混合溶剂是()[单选题] *A甲醇-水B乙酸-水C乙醚-丙酮D石油醚-水(正确答案)8、可沉淀具有羧基或邻二酚羟基成分的沉淀法是()[单选题] * A溶剂沉淀法B醋酸铅沉淀法(正确答案)C酸碱沉淀法D水提醇沉法9、临床用于上呼吸道抗菌消炎的是()[单选题] *A穿心莲内酯(正确答案)B青蒿素C莪术醇D薄荷脑10、能影响黄酮类成分的溶解性的因素有(多选)()*A黄酮的类型(正确答案)B苷元上取代基的种类、数目和位置(正确答案)C糖基的数目和位置(正确答案)D分子立体结构(正确答案)11、属于倍半萜的化合物是()[单选题] *A龙脑B莪术醇C薄荷醇D青蒿素(正确答案)12、结晶法一般是在分离纯化物质的哪个阶段常常使用的()[单选题] * A开始B中期C最后(正确答案)D以上均可13、二氢黄酮类专属性的颜色反应是()[单选题] *A盐酸-镁粉反应B四氢硼钠反应(正确答案)C硼酸显色反应D锆盐-枸橼酸反应14、淀粉含量多的药材提取时不宜用()[单选题] *A浸渍法B渗漉法C煎煮法(正确答案)D回流提取法15、醇提醚沉法主要适用于以下的哪一类成分()[单选题] *A多糖B叶绿素C皂苷(正确答案)D黏液质16、下列方法中哪一个不是按照色谱法的操作形式不同而进行分类的()[单选题] * A离子交换色谱(正确答案)B薄层吸附色谱C纸色谱D吸附柱色谱17、游离生物碱和生物碱盐都易溶解的溶剂是()[单选题] *A三氯甲烷B正丁醇C乙醇(正确答案)D水18、厚朴酚的结构类型为()[单选题] *A简单木脂素B单环氧木脂素C木脂内酯D新木脂素(正确答案)19、香豆素衍生物最常见的羟基取代位置是()[单选题] *AC7位(正确答案)BC5位CC3位DC6位20、下列基团在极性吸附色谱中的被吸附作用最强的是()[单选题] * A羧基(正确答案)B羟基C氨基D醛基21、在结晶溶剂的选择过程中首先要遵循的是()[单选题] *A成分的纯度(正确答案)B相似相容原理C冷却热饱和原理D以上都不对22、纸色谱是分配色谱中的一种,它是以滤纸为(),以纸上所含的水分为固定相的分配色谱。
化学发光剂鲁米诺的合成
化学发光剂?鲁米诺的合成
一、实验目的
学习芳烃硝化反应的基本理论和硝化方法,加深对芳烃亲电取代反应的理解,进一步掌
握重结晶操作技术;
了解鲁米诺化学发光原理。
二、实验原理
3-硝基-邻苯二甲酸(3-Nitrophthalic Acid)是制备化学发光剂鲁米诺的原料,经脱水后得到的3-硝基-邻苯二甲酸酐可用于有机合成和醇类测定。
邻苯二甲酸酐经直接硝化,既可获得3-硝基-邻苯二甲酸,同时也会得到4-硝基-邻苯二甲酸。
在3-硝基-邻苯二甲酸分子中,硝基对邻位羧基影响很大,它和羧酸会形成分子内氢键,加上相邻二羧基之间存在的分子内氢键,对整个羧酸分子的离解产生显著的抑制作用,从而导致其水溶性下降。
在4-硝基-邻苯二甲酸中,硝基与羧酸之间难形成分子内氢键,因而,它在水中的离解度相对要大一些,水溶性也好一些。
邻苯二甲酸酐硝化后产生的异构体的分离正是利用它们在水溶性上的差异加以解决的。
反应式:
许多化学反应都是以热的形式释放能量,也有一些化学反应主要是以光的形式释放能量,鲁米诺(Luminol)在碱性条件下与氧分子的作用就是一个典型的化学发光例子。
一般认为,鲁米诺在碱性溶液中转变为二价负离子,后者与氧分子反应生成一种过氧化物,过氧化物不稳定而发生分解,导致形成一种具有发光性能的电子激发态中间体。
其过程如下:
现已证实,发光体是3-氨基-邻苯二甲酸盐二价负离子的激发单线态。
当激发单线态返回至基态,就会产生荧光。
激发态中间体也可将能量传递至激发态能量较低的受体分子,受激发的受体分子再通过发出荧光释放能量恢复到基态。
不同受体分子的激发态能量的差异使其发出的荧光各不相同,这些现象在本实验中可观察得到。
三、药品
邻苯二甲酸酐、二缩三乙二醇、10,水合肼、二水合连二亚硫酸钠、二甲亚砜、浓硫酸、发烟硝酸、冰醋酸、10,氢氧化钠、氢氧化钾
四、实验操作
1、3-硝基-邻苯二甲酸的合成
在100mL三口烧瓶上,配置磁力搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗,分别加入12ml浓硫酸和12g邻苯二甲酸酐。
加热并开动搅拌器,当反应混合物温度升至80?停止加热。
将10mL发烟硝酸自滴液漏斗慢慢滴入烧瓶中,滴加速度以维持反应混合物温度在100,110?[1]。
加完硝酸后,继续加热并搅拌1h,温度控制在100?。
然后,让反应液冷却。
在通风橱
中将反应液慢慢倒入盛有40ml冷水的烧杯中[2]。
当有固体析出时,倾去酸液,再向烧杯中加入10ml水,用玻璃棒充分搅拌,使副产物4-硝基-邻苯二甲酸溶于水。
过滤,收集固体即得到3-硝基-邻苯二甲酸粗产物[3]。
3-硝基-邻苯二甲酸粗产物可用水重结晶,在重结晶时,每克粗产物约需2.3mL 的水。
产物m.p 215,218?。
2、鲁米诺的合成
将1.3g 3-硝基-邻苯二甲酸和2ml10,水合肼置入100ml二颈烧瓶,加热溶解[4]。
然后加入4ml二缩三乙二醇,将二颈烧瓶固定在铁架台上,加入沸石,插入温度计,用一导管将烧瓶通过安全瓶与水泵相连。
打开水泵,加热烧瓶,瓶内反应物剧烈沸腾,蒸出的水蒸气由导管抽走。
大约5min后,温度快速升至200?以上。
继续加热,使反应温度维持在210,220?,约2min,打开安全瓶上活塞,使反应体系与大气相通,停止加热和抽气[5]。
让反应物冷却至100?,加入20ml热水(加热
后在冷却,所获粗产物容易过滤),进一步冷却至室温,过滤,收集浅黄色晶体,
即得到5-硝基-邻苯二甲酰肼中间体,中间体不需要干燥即可用于下一步的反应。
将5-硝基-邻苯二甲酰肼中间体转入到烧杯中,加入6.5ml 10,氢氧化钠溶
液,用玻璃棒搅拌使固体溶解。
加入4g二水合连二亚硫酸钠,然后加热至沸并不
断搅拌,保持沸腾5min。
稍冷却,加入2.6ml冰醋酸,继而在冷水浴中冷却至室
温,有大量浅黄色结晶析出。
抽滤,水洗3次,再抽干,收集终产物5-硝基-邻苯
二甲酰肼(鲁米诺)。
取少许样品经干燥测定熔点(m.p 319,320?)。
3、发光反应
在250ml锥形瓶中,依次加入15g氢氧化钾、25ml二甲亚砜和0.2g未经干燥
的鲁米诺,盖上瓶塞,然后剧烈摇荡,使溶液与空气充分接触。
此时,在暗处就能
观察到从锥形瓶中发出的微弱蓝色荧光。
继续摇荡并不时地打开瓶塞,让新鲜空气
进入瓶内,瓶中的荧光会变得越来越亮。
若将不同荧光染料(1,5mg)分别溶于2,3ml水中,并加入到鲁米诺二甲亚砜溶
液中,盖上瓶塞,用力摇动,在暗室里可以观察到不同颜色的荧光。
部分结果如下: 无染料:蓝白色;曙红:橙红色;罗丹明B:绿色;荧光素:黄绿色五、注释
[1]、发烟硝酸是强腐蚀性试剂,应在通风橱中小心量取。
若不慎溅到手上,
可用水冲洗。
[2]、反应物在倒入水中的过程,有毒的一氧化氮气体会逸出,操作时应在通
风橱中进行,不要吸入有毒气体。
[3]、洗涤液和母液合并后,经蒸发浓缩,可获得4-硝基-邻苯二甲酸。
不过浓
缩要当心,当溶液变浓时,固体物质溶液发生碳化。
或者用乙醚对经过初步浓缩后
的合并液进行萃取,
然后蒸去乙醚即可得到4-硝基-邻苯二甲酸,m.p 165?。
[4]、水合肼极毒并具有强腐蚀性,应避免与皮肤接触。
[5]、停止加热前,一定要先打开安全瓶上的活塞,使反应体系与大气相通,否则容易发生倒吸。
六、思考题
1、与氯苯硝化相比,邻苯二甲酸酐的硝化条件有什么不同,为什么,
2、为什么4-硝基-邻苯二甲酸在水中的溶解性要比3-硝基-邻苯二甲酸强,
3、鲁米诺化学发光的原理是什么,
4、本实验在做鲁米诺发光演示时,为什么要不时打开瓶盖并剧烈摇荡, 名称
中文名称:邻苯二甲酸酐
中文别名:苯酐,1,2-苯二甲酸酐,1,3-异苯并呋喃二酮,酞酸酐,酞酐英文别名:Phthlandione,Phthalicacidanhydride,Phthalicacidanhydride,1,3-Isobenzofurandione 化学式
C8H4O3
相对分子质量
148.12
性状
国标编81631 号
CAS号 85-44-9
中文名邻苯二甲酸酐称
英文名o-Phthalic anhydride 称
别名苯酐
外观与分子式 C8H4O3;C6H4(CO)2O 白色针状结晶性状
分子量 148.11 蒸汽压 0.13kPa/96.5? 闪点:151.7?
不溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙醚、苯熔点 131.2? 沸点:295? 溶解性等多数有机溶剂
相对密度(水=1)1.53;相对密度密度稳定性稳定 (空气=1)5.10
危险标主要用用于制造增塑剂、苯二甲酸二丁酯、树酯20(腐蚀品) 记途和染料等
1(鲁米诺的合成
33在20cm试管中,加入0.3g环状二酰胺,用5cm 10%NaOH溶解,加入2g连二亚硫酸钠粉末,用玻璃棒充分搅匀,在通风柜内,将试管放入油浴中,加热至沸点,保温15min(或用酒精灯的微火小心加热至沸腾,试管距火焰高些,保温加热,并不断摇晃,千万不可
3喷出~沸腾15min),加入冰醋酸2cm。
将试管自然冷却至室温,再在冷水浴中冷却10min,逐渐析出棕黄色鲁米诺固体,离心分离,用滴管取出上层清液,得产物鲁米诺约0.3g。
名称:鲁米诺; 3-氨基苯二甲酰肼; 发光氨
英文名:3-Aminophthalhydrazide
别名:Luminol ;5-Amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione
分子式:C8H7N3O2
分子量:177.16
CAS #:521-31-3
形状:浅黄粉末
含量:?98% (HPLC)
熔点:>300?
用途: 化学发光试剂,常用于化学发光免疫分析,例如,金属阳离子和血液分析。