Luminol-Co(II)-NH2OH-1,4-Diazabicyclo[2,2,2]octane 系統之化學發光探討與其在分析上的應用

Abstract

化學發光 (chemiluminescence) 是藉由化學反應產生的發光現象。本研究利用停止流光譜儀偵測luminol-Co(II)-NH2OH-1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane (1,4-DO) 的化學發光現象，探討各種試劑、自由基消滅劑以及其他實驗條件對化學發光的影響，並將此系統應用於偵測生化分子。 此系統不需要額外加入氧化劑，在強鹼的環境中經由Co(II)的催化下，運用還原劑NH2OH與水中溶氧作用產生 •O2-，生成的 •O2- 再與luminol作用，使luminol被氧化因而產生明顯的化學發光訊號。Co(II)的催化對於此系統的化學發光增強非常的明顯，若本系統沒有添加Co(II)時，幾乎無法觀察到發光現象。1,4-DO為單態氧(1O2)消滅劑，會使溶液中的1O2自由基含量減少，可降低1O2自由基與其他自由基的作用，使其它自由基在溶液中含量增加，進而增強此系統化學發光訊號。 在停止流光譜儀 ( stopped-flow spectrometer ) 分析系統中，探討pH 值、各試劑 ( luminol、Co(II)、NH2OH、1,4-DO ) 濃度以及試劑配置方法對化學發光的影響，並找出系統最佳化條件。當pH = 13、[luminol] = 30 μM、[Co(II)] = 25 μM、[NH2OH] = 250 μM、[1,4-DO] = 2 mM 有最佳發光訊號以及穩定性。 為了解本系統化學發光的反應途徑，加入具有專一性的自由基消滅劑，由結果發現，超氧自由基 (•O2-) 消滅劑：glutathione (GSH)，captopril以及氫氧自由基 (•OH) 消滅劑：methanol，DMSO，uric acid會抑制本系統化學發光，而單態氧 (1O2) 消滅劑：sodium azide(NaN3)，dimethylfurane (DMF) 則會增強本系統化學發光，推測產生化學發光的反應主要由 •O2- 以及 •OH 貢獻，而 1O2 不參與反應。 運用luminol-Co(II)-NH2OH-1,4-DO 之化學發光系統檢測三十種生化分子，其中有十四種生化分子的濃度在5 μM時，對本系統具有約三到七成的抑制率，也將此發光系統應用在胺基酸的檢測，其中Cys以及Tyr對本系統具有較佳的抑制效果，在此對這十四種生化分子、Cys以及Tyr做詳細的檢測，並且測定其偵測極限以及IC50值。