化学发光基础理论与应用

笔者自20世纪80年代中期开始从事于化学发光的仪器研制和化学发光新体系的开发，对这一微弱光测试研究产生极大的兴趣。当时也正是国际上对化学发光免疫分析研究达到最高潮的时期，笔者与这一时期的大多数年轻人一样，怀着对新知识的追求，飘扬过海前往当时国际上最著名的分析化学家、化学发光免疫分析法创始人之一，日本昭和大学药学部部长Akio Tsuji教授的实验室从事一年化学发光免疫分析的访问研究，而后转入日本东京都立大学攻读博士学位和留校工作近10年。日本先进的仪器设备、方便的试剂来源和大量可供参考的杂志与书籍，为笔者对化学发光反应的深入研究提供了重要的保证。10多年来，在开展化学发光研究过程中，积累了大量的参考资料，仅仅20世纪的最后10年，涉及化学发光研究论文和综述文章多达数千篇，各种语言版本的化学发光书籍也有七八册。现有的每一册化学发光书籍虽各有侧重点，但是以化学发光理论研究与应用为主题的各种研究文献的总结，不管是国外还是国内都未见有完整的书籍出版。
化学发光分析法具有灵敏度高、仪器设备简单、操作方便等特点，广泛地应用于环境化学、临床检验、药物分析和工业分析等领域。纳米材料的应用、生物芯片以及微全分析技术的发展，促进了化学发光研究的深入开展。特别是在我国，由于化学发光仪器国产化程度的不断提高，为广大化学发光研究人员提供了廉价、性能可靠的化学发光仪器。许多高等院校、科研机构都具备开展化学发光研究的条件，研究水平也逐渐接近国际先进水平，国际著名的分析化学杂志，如AnalChimActa，Analyst，AnalLett，Talanta等，几乎每期都有我国学者发表的化学发光论文。更可喜的是，由于化学发光研究的普及，一批年轻的学生和研究者对这一研究产生了兴趣。进一步促进我国年轻一代的研究者向化学发光研究的深度进发，是笔者的愿望，为此，本人以自己10多年来的化学发光研究成果为主轴，结合手头上掌握的过去5年来国内外发表的最新研究成果，编辑一本以化学发光基础理论研究和应用为主要内容的参考书。
本书共有11章，侧重于总结化学发光的理论研究，主要包括：总论；鲁米诺、过氧化草酸酯、高锰酸钾和四价铈等四种最常用化学发光试剂的化学发光研究与应用概况；活性氧的化学发光研究；微观非均相化学发光反应；液相色谱柱后化学发光检测技术；毛细管电泳化学发光联用技术；微流控芯片的化学发光检测系统；中国化学发光研究概况等。本书的内容以每个章节为独立单元，以正在从事博士论文和硕士论文研究的研究生为对象，尽最大可能地收集与每一章节有关的参考文献。
由于本书的主要内容贯穿了笔者过去10多年化学发光的研究成果，为了使编写的内容能够得到更多著名学者的审查和指导，笔者考虑再三，于2002年3月申请了国家自然科学基金研究成果专著出版基金，经同行专家的评议、评审，本项成果专著获得了国家自然科学基金委员会的资助(项目批准号：B0224012)。在此，笔者衷心地感谢国家自然科学基金和国家杰出青年科学基金(项目批准号：20125514)的资助。在申请国家自然科学基金出版基金资助之前，清华大学化学系副主任、教授张新荣博士和中国科学院生态环境研究中心单孝全研究员对撰写本书做了推荐和指导。笔者还大胆地提出了5名本书审稿人的建议，这5名建议审稿人都是备受笔者尊重的我国著名学者，相信是他们给予申请材料的良好评价才使得本书有机会获得基金的资助，鼓励了笔者认真地写好本书的每一章节。在此，笔者对他们表示衷心的感谢，同时也感谢化学工业出版社杜进祥编辑对本书的一些内容和写法提出了宝贵的建议。
最后，笔者还要以最深切的心情感谢本书中所有被引用论文的作者，他们的原创性研究是构成本书的主要内容，也是推动化学发光研究与应用发展的原动力。但是，由于笔者水平有限，编写此书的时间也很仓促，书中难免出现错误和引用不妥之处，望读者和被引用论文作者见谅。


2004年2月 北京

化学发光分析法具有灵敏度高、仪器设备简单、操作方便等特点，广泛地应用于环境化学、临床检验、药物分析和工业分析等领域。本书共有11章，侧重于总结化学发光的理论研究，内容包括：总论；鲁米诺、过氧化草酸酯、高锰酸钾和四价铈等四种最常用化学发光试剂的化学发光研究与应用概况；活性氧的化学发光研究；微观非均相化学发光反应；液相色谱柱后化学发光检测技术；毛细管电泳化学发光联用技术；微流控芯片的化学发光检测系统；中国化学发光研究概况等。

第1章总论1
11化学发光研究的历史1
12化学发光基本概念3
13气相化学发光反应8
14液相化学发光反应17
15非均相化学发光反应28
16固相反应29
17色谱柱后化学发光检测技术29
参考文献30
第2章鲁米诺化学发光反应33
21鲁米诺及其衍生物的化学发光特性33
22反应机理41
23应用48
参考文献59
第3章过氧化草酸酯化学发光反应64
31引言64
32发光机理65
33草酸酯的种类77
34荧光剂的选择84
35实际应用85
参考文献88
第4章酸性高锰酸钾化学发光体系91
41引言91
42我国学者的研究92
43化学发光机理研究98
44应用101
参考文献115
第5章四价铈化学发光体系121
51引言121
52Ce（Ⅳ）待测物直接氧化还原反应122
53Ce(Ⅳ)SO2-3化学发光体系124
54Ce(Ⅳ)还原性待测物荧光物质体系131
55Ce(Ⅳ)Ru（phen）2+3体系135
参考文献144
第6章活性氧的化学发光研究147
61活性氧147
62活性氧的鲁米诺检测体系151
63光泽精化学发光法152
64甲壳动物荧光素153
651O2的发光直接检测法155
66其他化学发光检测法155
参考文献157
第7章微观非均相化学发光体系161
71引言161
72微观非均相体系对化学发光反应的影响164
73正相胶束167
74反相胶束173
75微乳液176
76单分子构成的微观非均相体系177
参考文献180
第8章液相色谱柱后化学发光检测技术184
81引言184
82液相色谱柱后检测系统184
83过氧化草酸酯化学发光体系的柱后检测186
84鲁米诺及其衍生物化学发光体系的柱后检测191
85离子色谱柱后检测194
86其他化学发光体系的柱后检测195
参考文献196
第9章毛细管电泳分离在线化学发光检测技术200
91引言200
92CECL接口技术201
93应用210
参考文献220
第10章芯片毛细管电泳及其化学发光检测技术224
101引言224
102芯片制作方法227
103芯片的设计232
104芯片材料的选择233
105进样技术234
106化学发光检测技术及其应用236
参考文献244
第11章中国化学发光研究概况248
111引言248
112化学发光仪器252
113化学发光试剂282
114应用和化学发光机理研究283
参考文献283
附录295