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生物化学实验基本技术:分光光度技术
作者:未知 来源:郑州轻工业学院 时间:2006-9-21

    ②制备荧光衍生物检测
    1)与荧光试剂反应生成荧光衍生物 常用的荧光试剂有荧光胺,用于含伯胺、仲胺或潜在氨基的样品的测定;丹酰氯(DANS-C1),常用于含胺基、酚羟基样品的测定;邻苯二甲醛(o-phthaldehyde),常用于伯胺类及a-氨基酸类化合物的荧光分析;氯化硝基苯骈氧二氮茂(NBD-C1),本身无荧光.通过与蛋白质上的支链基团(通常是-SH 基)反应生成荧光物质。核酸常用的荧光试剂有溴化乙锭、叮黄素及光神霉素等。
    2)与荧光染料反应生成荧光离子对有机碱类样品与水溶性酸性荧光染料络合形成中性离子对,然
    后用有机溶剂提取后进行荧光测定。例如利用氯丙秦与四溴荧光素形成离子对.进行氯丙秦含量的测定。
    ③荧光淬灭检测
    荧光淬灭(或称荧光熄灭)指的是荧光物质分子于其它物质分子之间发生的导致荧光强度下降的物理或化学作用过程,这种物质被称为荧光淬灭剂。荧光淬灭作用在荧光分析中降低荧光强度,对荧光分析不利,但是可以被用来建立针对该淬灭剂的荧光测定法,这就是荧光淬灭检测。例如芳伯胺类样品经重氮化后与Bratton-Marshall 试剂[N-(1-萘基)-乙二胺]偶合,偶合产物可淬灭Bratton-Marshall 试剂的荧光,与试剂空白对照,荧光强度的减少与样品含量成正比。一般来说,荧光淬灭检测比直接荧光检测更为灵敏,并具有更高的选择性。
    由于分子荧光分析具有灵敏度高(可比分子吸收光谱法高2~3个数量级)、线性范围宽达3~4个数量级、选择性强、需要样品量少、方法简便快捷,可提供激发光谱、发射光谱、荧光强度、荧光效率、荧光寿命、荧光偏振等丰富的分析参数,所以荧光分析从建立起就引起人们的重视,并很快在医药卫生和科学研究各个领域的分析研究中推广使用。
    荧光分析的主要缺点是应用范围还不够广泛,还有许多物质自己不能产生荧光,也不易和荧光染料结合。另外荧光测定时的实验条件要求严格,干扰因素较多:如光分解、氧淬灭、易污染等,应用受到一定的限制。
    (3)荧光分析中的制样技术
    ①溶剂和化学试剂的选择制样过程所用的溶剂和化学试剂选择要适宜,而且要有足够的纯度,这对荧光分析是非常重要的。如果溶剂在一定波长范围内有吸收,就不宜在此波段用作荧光试剂;同一种荧光在不同溶剂中的荧光强度和荧光光谱都是显著不同的。化学试剂的纯度不高,会带来干扰的杂质。
    ②待测液的浓度荧光分析是微量组分或痕量组分的分析,当A≥0.05时,将产生浓度效应,使荧光强度与荧光体浓度的关系偏离线性。浓度效应是导致荧光下降的原因之一。
    原子吸收光谱
    原子吸收光谱分析是基于被测元素的基态原子在蒸汽状态,对该原子共振辐射进行元素测定的分析方法,称为原子吸收光谱(atomic absorption sepectrometry,AAS)。原子吸收光谱分析主要分为两类:
    一类由火焰将试样分解成自由原子.称为火焰原子吸收光谱分析,另一类依靠电加热的石墨管将试样汽化分解,称为石墨炉无火焰原子吸收光谱分析。原子吸收分光光度法具有灵敏度高,选择性强,测定元素范围广、操作简便、快速,重现性好等优点,已得到广泛的应用。
    原理
    (1)原子吸收光谱原理
    原子吸收分光光度计分析的基本原理是原子灯发出被测元素的特征谱线在通过原子化器时,被待测元素的基态原子所吸收,使原子灯发出的被测元素特征谱线强弱发生改变,并引起原来的辐射信号发生变化。通过检测特征谱线的变化来测定原子特征吸收光谱、利用辐射信号变化的强弱来测定化合物中被侧元素的含量。
    (2)原子吸收光谱的产生
    原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成的,电子围绕着原子核在一定的轨道起动。基态原子运动的轨迹的能级是稳定的。当原子吸收了外界的辐射能以后,原子内部的能量就会增加,原子处于不稳定状态,低轨迹运动的电子就会跃迁到高能级的电轨道形成激发态原子,因此在基态原子吸收其共振辐射,外层电子由基态跃迁到激发态的过程中,也就是原子在吸收能量的过程中产生原子吸收光谱。原子的吸收光谱位于光谱的紫外区和可见光区。
    (3)基态原子数和激发态原子数的关系
    在测定原子吸收光谱的条件下,原子蒸汽中基态原子数近似于总原子数。在原子蒸汽中同时存在着待测原子和非待测原子,而待测原子和非待测原子在测定条件下都可能会有基态原子和激发态原子存在。因此,测定原子吸收光谱是在激发态待测原子与基态原子和非基态原子共存的状态下进行的,是在一个复杂的环境中进行测定的。根据热力学原理,在一定的温度下物质达到热平衡状态时,基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzmann 分布定律:

    Nr—激发态原子数; No—基态原子数; gt —激发态能级的统计权重;
    go—基态能级的统计权重; Et—激发能; k—1.38×10-23 J/K; T—热力学温度。
    在原子吸收光谱中,一定波长的谱线gt/go,Et 是已知值。因此,就可以根据上述公式计算出在一定温度下的Nt /No 值。
    (4)待测元素的定量
    测定待测元素的自由原子经过吸收所产生的吸收信号,所测吸光度大小与试样中该元素的含量成正比。可用下式表示:
    A = KC
    式中:A 是试样的吸光度;C 是被测元素在试样中的浓度;K 是比例常数。
    此过程和分光光度法很相似,只是它们的吸收池不同,一个是溶液的分子,一个是火焰(或电加热设备)中的自由原子。每个元素的空心阴极灯都发出该元素特有的、具有准确波长的光,将这些光称为元素的吸收谱线或元素的共振线。有很多元素有多条吸收谱线, 谱线的波长单位为nm。
    原子吸收光谱分析的优点
    较其他分析光谱相比,原子吸收光谱分析主要优点有:①灵敏度高:一般情况下灵敏度可达到10-14 g,一般石墨炉原子吸收光谱法可达到10-16 g;②专一性强 :多数情况下共存元素对被测元素不产生干扰,样品无需纯化;③分析速度快:测试一个样品最快只需几十秒钟;④应用广:可以测定无机化合物、有机化合物和生物大分子;⑤制样简单:可以直接测定固态样品、液态样品和气态样品;
    ⑥操作方便:只要把样品直接送入原子化器即可进行分析,有些固体样品还可以直读。

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