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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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垂直有序二氧化硅介孔通道中的限域电化学发光用于单细胞释放过氧化氢的成像
摘要： 在此，鲁米诺与过氧化氢的受限电化学发光（ECL）在垂直有序二氧化硅介孔通道（SMCs）中实现，并应用于绘制单个活细胞释放过氧化氢的分布图。铟锡氧化物（ITO）玻片上SMCs的垂直排列限制了ECL过程中生成物质的横向扩散。因此，邻近微区发光强度的串扰被最小化，从而获得更高空间分辨率的ECL成像。对这些SMC包覆玻片上鲁米诺ECL的表征显示，其检测过氧化氢的范围为5微摩尔至1毫摩尔，为细胞释放过氧化氢的成像提供了高灵敏度。与裸ITO玻片上单个细胞的发光相比，SMC包覆ITO的发光强度约提高4倍，表明其作为单细胞ECL成像的电极表面更具优势。
关键词： 单细胞成像、过氧化氢、二氧化硅介孔通道、限域电化学发光、鲁米诺
更新于2025-09-10 09:29:36
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光增强鲁米诺在玻碳电极上的电化学和电化学发光
摘要： 本工作报道了光照对裸玻碳电极（GCE）上鲁米诺电化学及电化学发光（ECL）的增强效应。光照在GCE表面诱导产生了热电子-空穴对。在碱性溶液中，热空穴能氧化氢氧根离子生成羟基自由基，从而促进鲁米诺氧化，产生更大的电流和更强的ECL。此外，光照还显著提高了电流和ECL的稳定性。本研究为增强鲁米诺的电化学及ECL提供了一种简便方法，有望提升基于鲁米诺的化学分析与生物分析的灵敏度。
关键词： 光照射、电化学发光、玻碳电极、鲁米诺、热空穴
更新于2025-09-10 09:29:36
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纳米生物界面处鲁米诺荧光的猝灭：高效能量传递系统的开发之路
摘要： 表面修饰的胶体金（Au）和银（Ag）纳米颗粒（NPs）被用作鲁米诺（LH2）荧光的高效猝灭剂，无论是在均相水介质中还是其与牛血清白蛋白（BSA）的非共价组装体系中。研究发现，荧光猝灭的机制及程度强烈依赖于纳米颗粒的性质。对于AuNP，观察到的是简单的静态型荧光猝灭机制；而对于AgNP猝灭，则设想了涉及猝灭球模型的更复杂过程。尽管如此，计算得出的Stern-Volmer（SV）猝灭常数（KSV ~ 108–1010 M?1）在表面修饰的NPs中比BSA–NP生物缀合体系高出约104倍。另一方面，在AgNP作为受体的存在下，预测与BSA疏水组装中捕获的LH2会发生高效（E ≈ 95%）的能量转移（ET）过程。ET效率关键取决于BSA的浓度，并与NP表面覆盖程度良好相关。然而，AuNP表面的荧光猝灭对蛋白质浓度的响应相对较弱，这主要是由于表面活性的差异以及蛋白质与NPs相互作用模式的不同。
关键词： 生物纳米传感器、牛血清白蛋白、鲁米诺、金属纳米粒子、能量转移、荧光猝灭
更新于2025-09-09 09:28:46