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分析化學發光/魯米諾和水母素

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B4. 魯米諾和水母素

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魯米諾和相關的 9,9/-二吖啶鹽在被鹼性過氧化氫氧化時會發出強烈的藍綠色發射光。據推測,主要的化學發光發射體[1]是N-甲基吖啶酮(藍光),它透過過氧化物生成,並涉及其他激發分子。該反應由吡啶、哌啶、氨或四氧化鋨催化。一個提出的機理解釋了氧化吖啶鹽的化學發光,其原理是形成激發的過氧化物中間體。

魯米諾被用於各種各樣的分析中,特別是那些涉及過氧化氫的酶促產生,以及作為免疫分析中的標記物。它與各種還原劑反應,包括存在於正常人體血液中的還原劑[2],例如谷胱甘肽、尿酸、葡萄糖醛酸、肌酐、抗壞血酸和肌酸。這些分析物的混合物的化學發光強度等於每個存在的分析物單獨測量的強度的總和。金屬離子 - 鐵(III)、錳(II)和銅(II) - 也對化學發光有貢獻,因此必須將其視為干擾物。魯米諾也受到非常廣泛的其他金屬離子的影響[3],包括增強劑和抑制劑。最有效的增強劑是鋨(VIII)、鈷(II)、釕(III)、鐵(II)和鐵(III),而最有效的抑制劑是銪(III)、釷(IV)、鐿(III)、鋱(III)和錳(II)。在增強劑中,有效增強似乎與低檢測限相關聯,但在抑制劑中,這種關聯要弱得多。

魯米諾化學發光對超氧化物的測定很重要[4]。人們認為魯米諾-超氧化物反應的機制是

(B4.1) 還原為陽離子自由基:Luc2+ + e- → Luc•+

(B4.2) 偶聯生成二氧雜環丁烷:Luc•+ + O2•– → LucO2

(B4.3) 二氧雜環丁烷分解為N-甲基吖啶酮:LucO2 → NMA* + NMA

(B4.4) 化學發光:NMA* → NMA + 光

魯米諾檢測超氧化物的可信度一直受到質疑,因為有證據表明(有爭議)存在一種名為氧化還原迴圈的過程,其中魯米諾與氧反應生成更多的超氧化物,導致超氧化物含量被高估。因此,水母素(來自腔腸動物Aequorea的發光劑)成為超氧化物檢測的更受歡迎的探針;儘管這也提供了對超氧化物的選擇性改善,但它並不完全具有特異性。因此,人們的注意力轉向了使用光介素螢光素類似物(見 B3 章)檢測超氧化物的測定方法。

參考文獻
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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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