化學發(fā)光及相關化學計量學方法的應用研究.pdf

1、化學發(fā)光分析法具有靈敏度高、線性范圍寬、分析速度快以及儀器設備相對簡單等諸多優(yōu)點，近年來在無機物、生物活性物質、有機痕量和超痕量分析領域得到了廣泛應用。然而，由于其選擇性差，限制了該方法在復雜樣品分析中的應用。目前解決該問題的途徑多是將化學發(fā)光分析與高效液相色譜、氣相色譜、毛細管電泳等分離技術相結合，然而分離條件往往和化學發(fā)光反應條件不相匹配，大大影響了光發(fā)射，從而導致方法的靈敏度降低、線性范圍變窄等。而且，這些聯(lián)用方法所需儀器昂貴、操

2、作復雜，因而未能很好的推廣應用。 近年來，多元校正技術如主成分回歸(PCR)、偏最小二乘(PLS)、人工神經網絡(ANN)及卡爾曼濾波(KF)等與傳統(tǒng)分析方法相結合，為復雜體系中多組分的同時測定提供了一種簡單、快速的方法。當一種或多種干擾物質共存時，采用化學發(fā)光法很難直接對分析物進行檢測。運用多元校正方法，通過對測定數據進行數學處理，可以不經分離，同時得出所有共存組分的含量。將化學計量學中多元校正方法應用到化學發(fā)光分析中，既保留

3、了化學發(fā)光靈敏度高、簡單、快速的優(yōu)點，又不需要昂貴的儀器和復雜的分離過程，從一定程度上解決了傳統(tǒng)化學發(fā)光選擇性差的問題，擴大了化學發(fā)光的應用范圍，為化學發(fā)光研究開拓了一個新的方向。 本論文包括兩個部分。第一部分是文獻綜述，詳細闡述了2000-2007年間化學發(fā)光和化學計量學方法在分析化學方面的最新進展。第二部分是研究報告。首先對化學發(fā)光新體系和已建立的發(fā)光體系的靈敏度的改善進行了深入系統(tǒng)的研究，建立了測定幾種藥物的流動注射化學發(fā)

4、光分析法。其次，將化學計量學中多元校正方法應用到化學發(fā)光分析中，不經分離實現(xiàn)復雜體系中多組分的同時測定。具體內容如下： 一、流動注射化學發(fā)光分析 1．研究了過氧乙酸-NaOH化學發(fā)光新體系，并利用該體系測定了雙肼酞嗪。實驗發(fā)現(xiàn)，過氧乙酸在堿性介質中有弱發(fā)光現(xiàn)象，本文對該發(fā)光反應的機理進行了詳細探討：在堿性介質中，過氧乙酸迅速分解產生<'1>O<,2>，兩分子<'1>O<,2>結合生成激發(fā)態(tài)二聚體，當其返回基態(tài)時產生光輻射

5、。雙肼酞嗪能極大的增強該反應的發(fā)光強度，據此建立了一種簡單、快速、高靈敏的測定雙肼酞嗪的流動注射化學發(fā)光分析法。盡管有多種方法產生<'1>O<,2>，但是基于過氧乙酸-NaOH體系產生<'1>O<,2>并用于化學發(fā)光分析的研究還未見報道。 2．基于鈰(Ⅳ)-羅丹明B化學發(fā)光體系，結合流動注射技術，研究了五種黃酮類化合物黃酮醇、黃酮、黃烷醇、二氫黃酮以及異黃酮的化學發(fā)光行為。在硫酸介質中，黃酮類化合物能增強鈰(Ⅳ)-羅丹明B體系

6、的化學發(fā)光強度，并且增強程度與其分子結構有關。據此建立了一種測定槲皮素和山奈酚的流動注射化學發(fā)光分析法。該方法簡單、快速、靈敏度高，對二者的檢出限分別達到2.7 nmol/L和0.22 nmol/L。該方法用于蘆丁水解產物中槲皮素的測定，所得結果與高效液相色譜法測定結果相比，具有很好的一致性。 3．雙醋瑞因是一種新型抗炎藥物，對骨關節(jié)炎有較好的治療作用。實驗發(fā)現(xiàn)，雙醋瑞因能極大的增強魯米諾．過氧化氫化學發(fā)光反應的發(fā)光強度，據此，

7、建立了一種高靈敏的測定雙醋瑞因的化學發(fā)光分析法，方法的檢出限達0.2ng/mL。由于雙醋瑞因易于降解，本文采用紫外可見分光光度法和化學發(fā)光法同時對其降解進行研究，并對該反應發(fā)光機理進行了探討。 4．利用有機表面活性劑作為化學發(fā)光反應介質是近年來化學發(fā)光新體系研究的一個熱點，本文使用吐溫80表面活性劑，其形成的膠束體系對化學發(fā)光試劑具有增溶作用，可以提高發(fā)光量子效率，促進能量轉移。研究發(fā)現(xiàn)，在硫酸介質中混合新魚腥草素鈉與吐溫80溶

8、液，產生一個微弱的發(fā)光信號；將羅丹明B加入上述溶液中，發(fā)光強度被大大增強?；诖?，本文建立了一種簡單、快速、新穎的測定新魚腥草素鈉的流動注射化學發(fā)光分析法，并探討了該反應的發(fā)光機理。 二、化學計量學多元校正方法在化學發(fā)光分析中的應用 1．將人工神經網絡校正方法應用于化學發(fā)光分析，采用停流混合技術，建立了一種時間分辨化學發(fā)光同時測定卡托普利和氫氯噻嗪的新方法。在連續(xù)流動體系中，利用停流混合技術，可以直接表明分析物的化學發(fā)光

9、特性，獲得完整的動力學發(fā)光曲線。實驗發(fā)現(xiàn)，在鈰(Ⅳ)-羅丹明6G發(fā)光體系中，卡托普利和氫氯噻嗪停流后的發(fā)光動力學特性明顯不同，基于此，運用人工神經網絡建立校正模型并進行預測，實現(xiàn)了不經分離對卡托普利和氫氯噻嗪的同時測定。 2.結合非線性偏最小二乘校正，本文提出了一種快速同時測定蘆丁和槲皮素的流動注射化學發(fā)光法。在堿性介質中，蘆丁和槲皮素均可增強luminol-K<,3>Fe(CN)<,6>/K<,4>Fe(CN)<,6>體系的化

10、學發(fā)光強度，但二者的濃度改變對發(fā)光強度的影響不同，導致它們的流動注射發(fā)光曲線有一定區(qū)別。本文以167 mL/min的流速每間隔0.05 s采集混合溶液的發(fā)光信號，獲取的數據利用多項式函數Poly-PLS和樣條函數SPL-PLS建立校正模型并對合成樣品進行預測。將Poly-PLS模型用于中藥槐米中蘆丁和槲皮素的同時測定，結果與高效液相色譜法所得結果相一致。 3．本文提出了一種不需預處理同時測定葡萄糖和果糖的流動注射化學發(fā)光分析法