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用于高灵敏度和选择性检测异丁醇的催化发光传感器
摘要: 本文描述了一种基于异丁醇在纳米氧化镁表面产生强烈催化发光(CTL)信号的气体传感器。该传感器对异丁醇表现出高灵敏度和特异性,响应时间小于1秒,恢复时间小于18秒。在7.6至3350 mg/m3浓度范围内,CTL强度与异丁醇浓度呈良好线性关系(r=0.9992),检测限为2.5 mg/m3。该CTL传感器对异丁醇相对于其他化合物(包括常见醇类)显示出优异的特异性。研究详细探讨了异丁醇在氧化镁表面的可能反应路径,结果表明:异丁醇通过氢原子摘取形成β-Riso中间体,并经Waddington机制消耗是CTL发光的主要反应通道。将该传感器应用于加标样品分析,在96.6%至112.8%范围内获得满意回收率(RSD为5.0%至10.1%),表明该传感器是快速检测异丁醇的有前景候选方案。
关键词: 催化发光、纳米级氧化镁、化学发光、异丁醇、传感器
更新于2025-09-23 15:21:21
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S,N-掺杂碳量子点增强的鲁米诺-锰(IV)化学发光反应用于生物流体中尿酸的检测
摘要: 本文采用简单的水热法制备了硫氮共掺杂碳量子点(S,N-CQDs),并通过透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线光谱(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行了表征。研究了所制CQDs对鲁米诺-锰(IV)化学发光反应的影响。结果表明,S,N-CQDs能显著增强该反应的化学发光强度(约13倍)。此外发现尿酸会明显降低S,N-CQDs-鲁米诺-锰(IV)体系的发光强度。我们利用该放大化学发光体系设计了一种新型尿酸检测探针。在0.05至1.5 μM范围内,S,N-CQDs-鲁米诺-锰(IV)反应的发光强度与尿酸浓度的对数呈正比,检测限为17 nM。基于这些结果,开发了一种灵敏简便的化学发光法用于生物流体中尿酸分析,获得了满意结果。
关键词: 尿酸、硫氮掺杂碳量子点、化学发光、四价锰
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于光检测系统对口腔癌及口腔潜在恶性病变早期诊断的疗效:系统评价
摘要: 背景:早期发现口腔鳞状细胞癌(OSCC)和口腔潜在恶性病变(OPMD)对牙科专业人员提高患者生存率至关重要。本系统评价旨在评估利用化学发光和组织自体荧光原理的设备作为辅助手段检测OSCC和OPMD的有效性。 材料与方法:通过PubMed[MEDLINE]和ScienceDirect电子检索系统及数据库,筛选2005年1月至2014年4月期间发表的英文文献或含英文摘要的相关研究。临床试验采用ViziLite、Microlux TM/DL和Visual Enhanced Light Scope(VELscope)进行OPMD与OSCC早期检测。 结果:20项符合标准的一线研究被纳入——10项使用化学发光技术,10项采用组织自体荧光。Vizilite检测OSCC和OPMD的灵敏度为77.1%-100%,但特异性较低(0%-27.8%)。多数研究表明化学发光能增强口腔黏膜白色病变的亮度和边界,从而辅助识别常规视诊未发现的黏膜病变,但其更易检出白斑而可能漏诊红色病损。临床试验显示VELscope检测恶性病变和OPMD的灵敏度为22%-100%,特异性为16%-100%。多数研究认为该设备可帮助经验丰富的临床医师发现口腔癌前病变,但无法区分异型增生与良性炎症状态。 结论:两种设备均为简便无创的口腔黏膜检测手段,但需具备足够经验与培训的临床医师操作。未来需开展更多临床试验以确立光学成像作为OSCC和OPMD早期诊断的有效辅助工具。
关键词: 口腔癌,早期诊断,潜在恶性疾病,VELscope(口腔观察仪),化学发光,ViziLite Plus(口腔癌筛查系统),组织自体荧光
更新于2025-09-23 20:53:24
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鲁米诺化学发光机制的分子基础
摘要: 鲁米诺的发光反应可能是最著名的化学发光反应之一,因其广泛应用于法医学领域,近期在深部组织癌症治疗方面也展现出良好前景。然而该反应机制非常复杂,目前存在多种不同假说。我们通过高效结合密度泛函理论(DFT)和完全活化空间微扰理论(CASPT2)方法,分三步研究了其化学发光机制:(i)鲁米诺氧合生成化学发光体;(ii)化学激发步骤;(iii)发光体产生过程。研究发现双去质子化的鲁米诺二价阴离子会激活分子氧,且不会形成重氮醌结构,化学发光体是通过氧气的协同加成与氮气的协同消除共同形成的。与其他等电子化学官能团(-NH-NH-、-N--N-和-S-S-)相比,过氧键具有最佳的化学激发效率,这既解释了氧合需求,也为化学发光效率建立了通用设计原则。苯胺环向OO键的电子转移促进了激发过程,但产生的激发态并非化学发光物种。要形成发光体,氨基与羰基之间必须发生质子转移,研究表明该过程需要在化学激发阶段具备高度局域化的振动能量。
关键词: 化学激发效率、圆锥交叉点、CASPT2方法、化学发光、鲁米诺
更新于2025-09-24 06:32:25
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碳量子点在传感器中的原理、机制及应用:综述
摘要: 碳量子点(CQDs)作为一类新兴的量子点(QDs),具有光致发光(PL)性能优异、合成路径简便、制备成本低廉、原料廉价易得、水溶性好、毒性低、化学稳定性高且易于功能化等优点,近年来备受关注。碳量子点已广泛应用于多种传感器领域,其检测灵敏度极高,检测限(LOD)可达纳摩尔、皮摩尔甚至飞摩尔级别?;谔剂孔拥愕拇衅饔肷锎衅魍ü嘀肿饔没乒ぷ?,包括荧光猝灭、静态猝灭、动态猝灭、能量转移、内滤效应(IFE)、光诱导电子转移(PET)以及荧光共振能量转移(FRET)。这类传感器与生物传感器已成功应用于金属离子、酸类、蛋白质、生物硫醇、多肽、DNA与miRNA、水污染物、血红素、药物、维生素及其他化学物质的检测。碳量子点基传感器与生物传感器有望成为不同领域中高性能且精准的检测工具。本综述介绍了碳量子点的基本特性,探讨了其合成方法与光学性质,并阐明了各类碳量子点基传感器与生物传感器的工作机制。
关键词: 碳量子点、传感器、电化学发光、光致发光、化学发光、荧光共振能量转移
更新于2025-09-19 17:13:59
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硫氮共掺杂石墨烯量子点辅助化学发光法灵敏检测色氨酸和汞(II)
摘要: 开发了一种简便的一步热处理法,以柠檬酸和L-半胱氨酸为前驱体制备强荧光硫氮共掺杂石墨烯量子点(SN-GQD)。在酸性介质中,SN-GQD显著增强了过氧化氢(H2O2)与高碘酸盐(IO4?)反应产生的超弱化学发光(CL)。该增强发光源于激发态SN-GQD(SN-GQD*),其通过(O2)2*和1O2向SN-GQD的能量转移以及氧化剂注入空穴与电子在SN-GQD中的复合产生。当存在色氨酸(Trp)时,SN-GQD–H2O2–KIO4体系的CL强度大幅降低,据此建立了线性范围0.6–20.0 μM、检出限58.0 nM的新型色氨酸检测方法。此外,基于Hg2+对SN-GQD–H2O2–KIO4 CL体系的显著增强效应,该方法可在0.1–9.0 μM范围内检测Hg2+,检出限为64.0 nM。该方案成功应用于牛奶和人血浆样品中Trp及饮用水样品中Hg2+的检测,回收率范围95.7–107.0%。
关键词: 色氨酸、S,N共掺杂石墨烯量子点、化学发光、汞(II)
更新于2025-09-16 10:30:52
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光纤径向阵列对固液界面化学发光发射各向异性的并行极化监测
摘要: 化学发光(CL)检测因其高灵敏度和灵活的器件设计(除需能有效收集大部分发射光子外,测量池无几何形状限制),被广泛应用于生物传感器和微型分析设备中。虽然荧光发射偶极子在不同折射率介质界面结合时的发射各向异性现象已广为人知,但对于化学发光反应(其中激发态反应产物可在光子发射前于溶液中扩散)的研究仍较为有限。本文提出一种基于径向光纤阵列的实时化学发光发射各向异性评估方法——该光纤阵列嵌入聚甲基丙烯酸甲酯半圆柱体,并通过适配接口与电荷耦合器件(CCD)相机耦合。我们研究了固定于固体表面(非均相构型)或游离于溶液(均相构型)的催化酶所产生的化学发光发射极化-时间演化过程。观测到各向异性现象的证据表明:酶促反应激发态产物的寿命短于其在溶液中扩散至可视为各向同性化学发光距离所需的时间。这些发现为开发基于化学发光的微型分析设备开辟了新思路。
关键词: CCD相机探测器、化学发光、发射各向异性、多模光纤
更新于2025-09-16 10:30:52
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火箭燃烧条件下高达7.0 MPa的H<sub>2</sub>/O<sub>2</sub>射流扩散火焰OH平面激光诱导荧光测量
摘要: 本研究聚焦于OH平面激光诱导荧光技术(OH-PLIF)在高达7.0 MPa的高压火箭燃烧条件下的应用。由于谱线展宽和强化学发光干扰等因素,PLIF信噪比在高压燃烧中会降低。采用OH(2,0)带激发法获取290 nm附近发射的OH(2,1)荧光,并滤除308 nm附近强OH(0,0)带化学发光。通过凹式同轴剪切喷注器形成H2/O2(GH2/GO2)气态射流扩散火焰,改变GH2/GO2喷射雷诺数Re(ReH2/ReO2 ≈ 2320/22800–4660/45600),考察各压力条件Pc与Re喷射条件下火焰结构及反应区厚度的变化。此外,将实验获得的径向OH分布半高全宽(FWHM)δOH随达姆科勒数Da的变化与模拟OH摩尔分数半高全宽δOH-SIM进行对比。即使在7.0 MPa(高于既往所有火箭燃烧OH-PLIF研究压力)的最高压力条件下,瞬态PLIF图像仍清晰观测到OH分布并消除了强OH化学发光。火焰结构呈现典型湍流射流扩散火焰特征,其变化主要取决于Re而非燃烧室压力Pc。δOH随Da的变化与δOH-SIM定性相符,并显示出喷注器附近火焰拉伸的特征。
关键词: 射流扩散火焰,高压燃烧,激光诱导荧光,化学发光,OH(2,0)带激发
更新于2025-09-11 14:15:04
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一种用于活细胞中HNO定量及实时监测的化学发光探针
摘要: 偶氮酮(HNO)是一种具有显著生物活性、对心血管功能障碍具有高治疗潜力的活性氮物种。理解HNO生物学特性及推进临床开发的关键障碍,在于活体系统中其递送的定量检测与实时监测。本研究描述了首个HNO化学发光探针HNOCL-1的设计与合成——该探针基于与膦基团反应形成自裂解偶氮亚胺中间体的过程,能以高选择性检测低至138 nM安吉尔斯盐产生的HNO。我们利用这一高灵敏度开发出普适的动力学分析方法,可提供与计算模拟高度吻合的HNO浓度实时定量数据。该方法能检测硫化氢(H2S)和一氧化氮(NO)产生的皮摩尔级HNO浓度。HNOCL-1可监测活细胞与组织中HNO递送的动态变化,证实该方法追踪活体系统HNO的通用性。
关键词: 磷化氢,化学发光,亚硝酰基,生物分析学
更新于2025-09-10 09:29:36
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生物学中的活性物种检测 || 紫外-可见吸收与化学发光技术
摘要: 涉及紫外和比色检测的分光光度技术为检测活性物种(RS)形成提供了便捷方法,这得益于研究实验室中普遍配备的紫外-可见分光光度计。传统RS分光光度测量利用其与特定小有机分子和/或酶的独特化学反应性(这些分子/酶对RS具有特异性),通过观察电磁波谱紫外至可见区特定波长处吸收峰的出现(或消失)来实现。过去直接检测黄嘌呤氧化酶产生的O2采用电子顺磁共振(EPR)光谱的快速冷冻技术,同时黄嘌呤氧化酶/黄嘌呤体系产生的O2也通过分光光度法检测,用于研究超氧化物歧化酶(SOD)的酶学特性——通过铁氰化细胞色素c还原、四硝基甲烷反应或肾上腺素氧化为肾上腺黑色素来测定O2水平。此后开发了多种提高灵敏度的方法,采用亚微摩尔探针浓度以最小化探针对所研究生物过程的干扰,并通过合成新型创新类似物(利用探针与RS间的独特化学作用)提升探针对特定RS的反应速率。通过改进分子设计、优化实验条件或添加超分子试剂实现了发色团稳定性(因其化学结构、溶剂极性、pH值、温度或氧化还原剂等活性物质的存在,发色团具有固有的热力学稳定性)?;狗⒄沽擞呕难分票负透咄糠治龇椒?,以提高氧化应激标志物测量及已知分子、食品、生物流体或组织抗氧化能力(AOC)测定的效率。因此,RS测量的分光光度技术在生物医学研究、临床化学、植物生物学、食品化学、环境化学、辐射化学、制药、毒理学或材料科学等领域(乃至简单化学体系中RS产生的研究)获得广泛应用。但与荧光探针不同,分光光度法及大多数化学发光探针应用无法提供细胞内RS定位的光谱空间图像,除非使用具有不同区室化特性(即细胞外或细胞内)的多种探针和/或抑制剂,否则无法推断自由基产生位点。例如研究细胞NADPH氧化酶产生的自由基时,建议方法包括:测量O2消耗量;分别采用SOD-铁氰化细胞色素c和辣根过氧化物酶(HRP)/可抑制探针(如Amplex Red)检测细胞外O2和H2O2;以及通过HPLC分析2-OH-E标记物定量细胞内O2。
关键词: 临床化学、氧化应激、分光光度技术、环境化学、活性物质、抗氧化能力、生物医学研究、化学发光、超氧化物歧化酶、紫外-可见吸收
更新于2025-09-04 15:30:14