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特殊的化学发光现象之一：微观非均相化学发光

nmemc

2005/11/08

目前已知的许多氧化还原反应都伴随着微弱的化学发光现象，但是由于其量
子产率极低，往往不具有分析应用的价值。为此，必须采取某些办法提高这些氧
化还原反应的速率，从而使得发光强度增强到能够用于分析化学测定。近年来，
国内外分析科学家模仿生物化学发光的酶反应原理，利用溶液中的表面活性剂等
分子自我组合形成胶束、反相胶束、双分子膜等分子聚集体（Organized Molecular
Assemblies），或者不形成分子聚集体，但其自身可提供微观非均相反应部位的分
子包合化合物、高分子电解质等作为化学发光反应的介质，实现化学发光反应效
率的提高。微观非均相体系多指水溶液或其它有机溶液中的小型分子聚集体，如
图1-8 所示，包括由表面活性剂和脂质形成的分子聚集体和由无机化合物的重合
体形成的反应体系。
化学发光常用的微观非均相体系主要包括由表面活性剂等分子聚集体组成
的胶束、微乳液、二分子膜和具有独特微观非均相结构的单独分子如环糊精和高
分子电解质溶液等。这些溶液外观透明，但是包含可以为化学发光反应提供特异
性很高的反应微空间。而无机化合物胶体溶液目前在化学发光研究中应用较少。
一般来说，微观非均相体系作为化学发光反应的介质有四种主要的效果：(1)
浓缩效应。离子性分子聚集体的表面可以吸附相反电荷的离子，从而使局部反
应分子的浓度增大，有利于化学发光反应速度的提高；同时，具有相同电荷的
离子被分子聚集体所排斥，使反应具有一定的选择性。(2) 可溶化效应。一些在水中或者有机溶剂中难溶的反应分子、中间体、反应产物等由于其亲水性或
疏水性的差异，可以在微观非均相的疏水相、亲水相或者两相的界面上得到溶
解。(3) 微观介质的环境效应。介质的极性、粘度、pH 值等受到微观局部环境
的作用而产生变化，可能导致化学发光反应的效率和选择性的变化。(4) 激发
态分子的稳定作用。由于化学发光的能量弛豫过程往往需要比光致发光更长的
时间，因此激发态的稳定性对于化学发光的强度有很大的影响。微观非均相体
系的静电相互作用、疏水/亲水作用、氢键结合、电荷移动相互作用等因素的影
响，可以促进反应中间体、迁移状态以及激发态分子的稳定性，从而有利于化
学发光的产生。林金明等对微观非均相化学发光反应体系作了详细的综述[73]。

分
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