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分析化学发光/鲁米诺和水母素

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B4. 鲁米诺和水母素

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鲁米诺和相关的 9,9/-二吖啶盐在被碱性过氧化氢氧化时会发出强烈的蓝绿色发射光。据推测,主要的化学发光发射体[1]是N-甲基吖啶酮(蓝光),它通过过氧化物生成,并涉及其他激发分子。该反应由吡啶、哌啶、氨或四氧化锇催化。一个提出的机理解释了氧化吖啶盐的化学发光,其原理是形成激发的过氧化物中间体。

鲁米诺被用于各种各样的分析中,特别是那些涉及过氧化氢的酶促产生,以及作为免疫分析中的标记物。它与各种还原剂反应,包括存在于正常人体血液中的还原剂[2],例如谷胱甘肽、尿酸、葡萄糖醛酸、肌酐、抗坏血酸和肌酸。这些分析物的混合物的化学发光强度等于每个存在的分析物单独测量的强度的总和。金属离子 - 铁(III)、锰(II)和铜(II) - 也对化学发光有贡献,因此必须将其视为干扰物。鲁米诺也受到非常广泛的其他金属离子的影响[3],包括增强剂和抑制剂。最有效的增强剂是锇(VIII)、钴(II)、钌(III)、铁(II)和铁(III),而最有效的抑制剂是铕(III)、钍(IV)、镱(III)、铽(III)和锰(II)。在增强剂中,有效增强似乎与低检测限相关联,但在抑制剂中,这种关联要弱得多。

鲁米诺化学发光对超氧化物的测定很重要[4]。人们认为鲁米诺-超氧化物反应的机制是

(B4.1) 还原为阳离子自由基:Luc2+ + e- → Luc•+

(B4.2) 偶联生成二氧杂环丁烷:Luc•+ + O2•– → LucO2

(B4.3) 二氧杂环丁烷分解为N-甲基吖啶酮:LucO2 → NMA* + NMA

(B4.4) 化学发光:NMA* → NMA + 光

鲁米诺检测超氧化物的可信度一直受到质疑,因为有证据表明(有争议)存在一种名为氧化还原循环的过程,其中鲁米诺与氧反应生成更多的超氧化物,导致超氧化物含量被高估。因此,水母素(来自腔肠动物Aequorea的发光剂)成为超氧化物检测的更受欢迎的探针;尽管这也提供了对超氧化物的选择性改善,但它并不完全具有特异性。因此,人们的注意力转向了使用光介素萤光素类似物(见 B3 章)检测超氧化物的测定方法。

参考文献
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  1. McCapra F, Q. Rev., 20 (1966), 485
  2. Veazey R L and Nieman T A, Anal. Chem., 51 (1979), 2092
  3. Montano L A and Ingle J D jr., Anal. Chem., 51 (1979), 919
  4. Lu C, Song G and Lin J-M, Trends Anal. Chem.,25(10) (2006). 985-995
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