化學(xué)發(fā)光及相關(guān)化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的應(yīng)用研究.pdf

1、化學(xué)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(shè)備相對簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來在無機(jī)物、生物活性物質(zhì)、有機(jī)痕量和超痕量分析領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于其選擇性差，限制了該方法在復(fù)雜樣品分析中的應(yīng)用。目前解決該問題的途徑多是將化學(xué)發(fā)光分析與高效液相色譜、氣相色譜、毛細(xì)管電泳等分離技術(shù)相結(jié)合，然而分離條件往往和化學(xué)發(fā)光反應(yīng)條件不相匹配，大大影響了光發(fā)射，從而導(dǎo)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(fù)雜，因而未能很好的推廣應(yīng)用。 近年來，多元校正技術(shù)如主成分回歸(PCR)、偏最小二乘(PLS)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)及卡爾曼濾波(KF)等與傳統(tǒng)分析方法相結(jié)合，為復(fù)雜體系中多組分的同時(shí)測定提供了一種簡單、快速的方法。當(dāng)一種或多種干擾物質(zhì)共存時(shí)，采用化學(xué)發(fā)光法很難直接對分析物進(jìn)行檢測。運(yùn)用多元校正方法，通過對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，可以不經(jīng)分離，同時(shí)得出所有共存組分的含量。將化學(xué)計(jì)量學(xué)中多元校正方法應(yīng)用到化學(xué)發(fā)光分析中，既保留

3、了化學(xué)發(fā)光靈敏度高、簡單、快速的優(yōu)點(diǎn)，又不需要昂貴的儀器和復(fù)雜的分離過程，從一定程度上解決了傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)光選擇性差的問題，擴(kuò)大了化學(xué)發(fā)光的應(yīng)用范圍，為化學(xué)發(fā)光研究開拓了一個(gè)新的方向。 本論文包括兩個(gè)部分。第一部分是文獻(xiàn)綜述，詳細(xì)闡述了2000-2007年間化學(xué)發(fā)光和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在分析化學(xué)方面的最新進(jìn)展。第二部分是研究報(bào)告。首先對化學(xué)發(fā)光新體系和已建立的發(fā)光體系的靈敏度的改善進(jìn)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(xué)發(fā)

4、光分析法。其次，將化學(xué)計(jì)量學(xué)中多元校正方法應(yīng)用到化學(xué)發(fā)光分析中，不經(jīng)分離實(shí)現(xiàn)復(fù)雜體系中多組分的同時(shí)測定。具體內(nèi)容如下： 一、流動注射化學(xué)發(fā)光分析 1．研究了過氧乙酸-NaOH化學(xué)發(fā)光新體系，并利用該體系測定了雙肼酞嗪。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，過氧乙酸在堿性介質(zhì)中有弱發(fā)光現(xiàn)象，本文對該發(fā)光反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)探討：在堿性介質(zhì)中，過氧乙酸迅速分解產(chǎn)生<'1>O<,2>，兩分子<'1>O<,2>結(jié)合生成激發(fā)態(tài)二聚體，當(dāng)其返回基態(tài)時(shí)產(chǎn)生光輻射

5、。雙肼酞嗪能極大的增強(qiáng)該反應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度，據(jù)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(xué)發(fā)光分析法。盡管有多種方法產(chǎn)生<'1>O<,2>，但是基于過氧乙酸-NaOH體系產(chǎn)生<'1>O<,2>并用于化學(xué)發(fā)光分析的研究還未見報(bào)道。 2．基于鈰(Ⅳ)-羅丹明B化學(xué)發(fā)光體系，結(jié)合流動注射技術(shù)，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(xué)發(fā)光行為。在硫酸介質(zhì)中，黃酮類化合物能增強(qiáng)鈰(Ⅳ)-羅丹明B體系

6、的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，并且增強(qiáng)程度與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。據(jù)此建立了一種測定槲皮素和山奈酚的流動注射化學(xué)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(dá)到2.7 nmol/L和0.22 nmol/L。該方法用于蘆丁水解產(chǎn)物中槲皮素的測定，所得結(jié)果與高效液相色譜法測定結(jié)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(guān)節(jié)炎有較好的治療作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雙醋瑞因能極大的增強(qiáng)魯米諾．過氧化氫化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度，據(jù)此，

7、建立了一種高靈敏的測定雙醋瑞因的化學(xué)發(fā)光分析法，方法的檢出限達(dá)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(xué)發(fā)光法同時(shí)對其降解進(jìn)行研究，并對該反應(yīng)發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了探討。 4．利用有機(jī)表面活性劑作為化學(xué)發(fā)光反應(yīng)介質(zhì)是近年來化學(xué)發(fā)光新體系研究的一個(gè)熱點(diǎn)，本文使用吐溫80表面活性劑，其形成的膠束體系對化學(xué)發(fā)光試劑具有增溶作用，可以提高發(fā)光量子效率，促進(jìn)能量轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，在硫酸介質(zhì)中混合新魚腥草素鈉與吐溫80溶

8、液，產(chǎn)生一個(gè)微弱的發(fā)光信號；將羅丹明B加入上述溶液中，發(fā)光強(qiáng)度被大大增強(qiáng)。基于此，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(xué)發(fā)光分析法，并探討了該反應(yīng)的發(fā)光機(jī)理。 二、化學(xué)計(jì)量學(xué)多元校正方法在化學(xué)發(fā)光分析中的應(yīng)用 1．將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)校正方法應(yīng)用于化學(xué)發(fā)光分析，采用停流混合技術(shù)，建立了一種時(shí)間分辨化學(xué)發(fā)光同時(shí)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(shù)，可以直接表明分析物的化學(xué)發(fā)光

9、特性，獲得完整的動力學(xué)發(fā)光曲線。實(shí)驗(yàn)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(xué)特性明顯不同，基于此，運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立校正模型并進(jìn)行預(yù)測，實(shí)現(xiàn)了不經(jīng)分離對卡托普利和氫氯噻嗪的同時(shí)測定。 2.結(jié)合非線性偏最小二乘校正，本文提出了一種快速同時(shí)測定蘆丁和槲皮素的流動注射化學(xué)發(fā)光法。在堿性介質(zhì)中，蘆丁和槲皮素均可增強(qiáng)luminol-K<,3>Fe(CN)<,6>/K<,4>Fe(CN)<,6>體系的化

10、學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，但二者的濃度改變對發(fā)光強(qiáng)度的影響不同，導(dǎo)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(shù)據(jù)利用多項(xiàng)式函數(shù)Poly-PLS和樣條函數(shù)SPL-PLS建立校正模型并對合成樣品進(jìn)行預(yù)測。將Poly-PLS模型用于中藥槐米中蘆丁和槲皮素的同時(shí)測定，結(jié)果與高效液相色譜法所得結(jié)果相一致。 3．本文提出了一種不需預(yù)處理同時(shí)測定葡萄糖和果糖的流動注射化學(xué)發(fā)光分析法