分析化学发光/光致化学发光

D8. 光致化学发光

光致化学发光 (PICL) 涉及用紫外光照射分析物，将其转化为具有不同化学发光行为的光产物，通常发光强度显著增强。这类反应是高度灵敏和选择性的分析技术的基础。照射分子可以将其分解成更小分子量的片段（光解），或诱导氧化、还原、环化或异构化等反应。直接光解涉及目标分子吸收光子；在间接光解中，目标分子吸收先前吸收光子的另一个分子的能量。

光化学涉及光子吸收引起的激发电子态。光激发比热激发更具选择性，导致分子内部能量分布不同。激发态分子可以发生光化学过程，其产物有时会参与副反应。在分析上有用的光化学反应中，光被分析物强烈吸收，但光产物不吸收；光化学产率很高；光产物在完成分析所需的整个过程中都保持稳定，并且结构足够刚性以使发射具有足够的量子产率。成功的分析应用还取决于适当设计的光反应器。当满足这些条件时，使用光比使用化学衍生化具有多个优势。灯泡价格低廉，其稳定的光输出可获得可重复的结果。它们的光谱特性不同，这为提高选择性提供了范围。使用光对环境的影响最小，可以在环境条件下进行。分析时间更短，因为光化学反应速度快，可以通过优化反应器配置或增加灯泡功率进一步缩短。PICL 在较宽的浓度范围内与分析物浓度呈线性关系，扩展了化学发光检测的分析物范围。无需识别或分离光产物。

在基于 PICL 的方法中，样品在线照射，然后在到达检测器前的流动池之前与化学发光试剂混合。流动方法允许轻松控制照射时间，并提供比固定方法更好的重现性，能够更好地应对化学发光反应的极快速率。使用流动方法还可以提高样品通量、自动化程度和试剂消耗量。

PICL 与其他化学发光具有相同的仪器，但此外，还需要光反应器，它有两个基本要素——光源和样品容器。灯的选择基于功率和光谱（连续或离散）。连续光谱跨越一个宽区域，而离散光谱是窄波长范围内的一系列单独谱线。汞氙灯提供连续光谱，在需要其高功率时使用，尽管它需要冷却。低压汞灯产生的热量很少，是典型的离散光谱灯，在 200-320 nm 范围内发射，在 254 nm 处达到最大值；大多数物质在此区域吸收。选定灯泡的吸收区域必须是最有益的激发和键断裂区域。在流动系统中，样品通常包含在 PTFE 管中，它几乎不透光，但通过从内管表面多次反射来最大限度地发挥其效果；管可以绕低功率灯盘绕。批处理方法改为使用石英池，它对紫外线透明。石英比 PTFE 更惰性，但也更脆。