● 摘要
发光分析是分子发光光谱分析的简称，它主要包括分子荧光，磷光和化学发光分析（包括生物发光分析）三大部分。近几十年来，随着高灵敏度、高精度、高分辨和多功能现代发光分析仪器的引进和我国分析仪器制造业的发展，许多现代发光分析方法和技术在我国得到了发展。 由第一电子激发单重态所产生的辐射跃迁称为荧光。它是一种光致发光现象。基于对化合物的荧光性质测量而建立起来的分析方法称为分子荧光光谱法。自从1867年Goppelsroder进行历史上首次的荧光分析工作后，经过一百多年的发展，除常规的方法，如通过化学反应将非荧光物质转换为适合于测定的荧光物质、荧光猝灭以及能量转移，随着激光、计算机和电子学的新成就等一些新的科学技术的引入，同步荧光、导数荧光、时间分辨荧光、荧光偏振、荧光免疫、低温荧光、固体表面荧光等诸多新方法以及荧光反应速率法、三维荧光光谱技术和荧光光纤化学传感器等得到了很大发展。如今，荧光分析法在生物反应器控制、生物传感器、药物监测、生化分析以及复杂体系多组分同时分析中受到人们的广泛关注并成为一种重要而有效的发光分析技术。 化学发光分析是根据化学反应产生的光辐射（化学发光）确定物质含量的一种痕量分析方法。1877年，Radziszewski 发现在碱性介质中，洛酚与氧发生化学反应产生一种绿色的光，这就是首次利用合成化合物观察到的化学发光现象。此后，人们合成了一系列化学发光化合物并研究了它们的化学发光特性。在液相化学发光中常用的体系有：①咪唑类化合物（如洛酚类）；②吖啶类化合物（包括光泽精、吖啶酯）③酰肼类化合物（例如luminol 体系）；④N-溴化琥珀酰亚胺作为氧化剂的发光体系；⑤强氧化剂体系，例如铈（Ⅳ）-亚硫酸盐、KmnO4作氧化剂的发光体系；⑥电致化学发光体系；⑦过氧草酸酯体系。其中luminol体系是应用最多的化学发光体系，可用于无机物、有机物、生物体液、组织、新陈代谢物的测定。化学发光分析具有高的灵敏度（检出限可达10-12～10-18mol）、宽的线性范围（3～6个数量级）及相对来说比较简单便宜的仪器设备等三个主要优点。它包括气相、火焰和液相化学发光三种类型，液相化学发光反应体系最多，应用也最广泛，气相及火焰化学发光反应体系一般用于环境污染监测。近十多年来发展起来的偶合反应的化学发光、化学发光免疫分析是对化学发光新技术的推广。由于化学发光分析所具有的优点，它在痕量分析、环境科学、生命科学及临床医学上得到愈来愈广泛的应用。 生物系统的发光现象称为生物发光，是生物物质进行生物化学反应时伴随的发光现象，例如荧光虫、某些细菌或真菌、原生动物、蠕虫以及甲壳动物等所发射的光。基于生物发光现象建立起来的分析方法称为生物发光分析。在生物发光分析中，萤火虫荧光素 虫荧光素酶 ATP体系的研究和应用最为普遍。虫荧光素酶是一种独特的生物催化剂，它能将酶反应的能量转变为光。这一反应体系已广泛用于ATP的测定，灵敏度可达10-19mol，在生物医学科学、生命科学、宇宙科学、药物学和农业生物学方面都有成功的应用。生物发光分析另一个应用较广的反应体系为NAD(P)H:FMN 氧化还原酶和细菌荧光素酶催化的发光反应，可用来测定NAD(P)H。这一生物发光反应能与许多脱氢酶参加的反应相偶合，用于测定许多代谢产物。此外，利用海洋发光细菌进行环境监测也有报道。目前应用生物发光分析进行化学物质检测还不多，其潜力有待进一步挖掘。但毫无疑问，生物发光分析及研究对生命科学、生物医学等领域都有着理论和应用价值。 在本文研究工作中，我们主要研究了荧光分析、生物发光分析以及与微流控芯片相结合的化学发光分析。各项工作简述如下： 第一部分：依据Al（Ⅲ）和盐酸多西环素在一定条件下反应，生成的配合物可发出荧光，建立了测定水样中痕量铝的荧光分光光度法。本方法用于自来水、矿泉水中的Al（Ⅲ）的测定，结果较为满意。 第二部分：将微透析采样技术与荧光分析相结合测定了6-硫鸟嘌呤（Thioguanine, 6-TG）与牛血清白蛋白的相互作用。在NaOH (1.0×10-3 mol L-1) 介质中， KMnO4可氧化6-TG，其产物具有比6-TG本身较强的荧光。利用这一现象并结合微透析采样技术我们研究了 将6-TG与牛血清白蛋白的交互作用。 第三部分：利用蜜环菌（一种真菌）在氧存在下能发光特性设计了一种氧传感器。其发光特性与外界条件有关；实验中，我们考察了发光光谱、环境温度、湿度、泵速和培养基质对其发光强度的影响。这种基于生物发光的氧传感器适合于测定高浓度氧（0 - 21%,v/v）,并且无化学试剂污染，是一种绿色化学分析法。 第四部分：微流控芯片是当前分析化学领域中的一个新热点。我们在自制的微化学反应器（即微流控芯片）上首次实现了流动注射CN-- Luminol- Cu2+化学发光反应的测定，检出限达2.65×10-7mol L-1,并且测定了血液中的CN-。