動力學螢光分析法

由於化學反應的速率與反應物的濃度有關,在某些情況下還與催化劑(有時還包括活化劑、阻化劑或解阻劑)的濃度有關,因而,可以通過測量反應的速率以確定待測物的含量,這正是動力學分析法定量測定的依據,所以該法液稱為反應速率法。

基本介紹

  • 中文名:動力學螢光分析法
  • 類型:非催化法、催化法和酶催化法
  • 優點:測量反應監測信號的變化
  • 限制:所使用反應的半衰期應在5ms~1h
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基本信息

在動力學分析法中,可以採用光度法、電位法或螢光法等各種手段來監測反應的速率。1954年,Theorell等首先套用螢光法以監測反應速率,這種方法則稱為動力學螢光分析法或螢光速率法。

類型

動力學分析法主要包括如下三種類型:非催化法、催化法和酶催化法。

非催化法

非催化法是通過測量非催化反應的速率而測定某種反應物的濃度。此法的靈敏度和準確性都不如催化法,不過它常用於有機物的分析。基於各種相似組分與同一試劑的反應速率的差異,可套用差示動力學分析法進行同時測定。

催化法

催化法是以催化反應為基礎來測定物質含量的方法。在合適條件下,催化反應的反應速率與催化劑的濃度成正比,因此,可用於測定某些對指示反應有催化作用的痕量物質,也可用於測定某些對催化反應起助催作用或抑制作用的物質。由於測量的對象並非催化劑本身,而是經“化學放大”了的其他物質,因而此法的靈敏度很高,檢測限常可達ng或pg級。

酶催化法

酶催化法則是基於酶催化的反應,這類反應的突出優點是它的特效性和高靈敏度,不僅可用來測定酶的活性,也可用來測定底物、活化劑和抑制劑。在合適條件下,酶催化反應的初始速率與酶濃度成正比,當底物濃度較低時,初始速率也正比於底物的濃度。同時,酶催化反應的初始速率也與活化劑的濃度成正比,與抑制劑的濃度成反比。

優點

動力學分析法通常利用慢反應,在反應開始之後和到達平衡之前的某一期限內進行測量。由於只觀測反應初期的速率,因而可用於某些反應速率慢、平衡常數小或可能發生副反應的化學反應。這類反應,平衡法就難於套用。
動力學測量是一種相對的測量值,只測量反應監測信號的變化。在反應過程中,那些不參與反應的物質或儀器因素,對於反應監測信號值的貢獻保持不變,因而並不干擾。其次,某些類似的物質,雖然也能發生反應,但反應速率不同,這樣便有可能創造一定的條件,使得在測量期間內只有待測物的動力學貢獻才是有意義的。這兩種原因,使得動力學分析法有可能比平衡法具有更好的選擇性。
動力學分析法還具有靈敏度很高、操作比較快速、易於實現自動化和可用來測定密切相關的化合物等優點。

限制

動力學分析法也有它的某些限制。首先,所使用反應的半衰期應在5ms~1h之間。這個下限是決定於裝置所能達到的混合時間,如用手工加入試樣,半衰期的下限大約為10s;半衰期的上限則受實際要求的分析時間所限制,而且,如果反應太慢,則反應監測系統的漂移和噪聲可能變得實際上可與反應的速率相匹敵。
不過,隨著動力學分析法研究的發展,快速混合技術如高壓停流裝置和脈衝加速的停流裝置的引入,一些半衰期介於2~5ms的快速反應也能在動力學測定中加以套用。
第二個限制是必需嚴格地控制溫度、pH、試劑濃度、離子強度等反應條件和其他可能影響反應速率的因素。這些反應條件對於反應速率的影響比對最終的平衡濃度的影響更大。具有自動、精密地傳送樣品和試劑溶液的系統,以及良好控溫裝置的儀器,將有助於提高方法的靈敏度和準確度。
第三個限制是動力學測量的信噪比在本質上要比平衡法小,因為只有反應的一小部分被用於測量。對於動力學分析法,噪聲頻寬在一定程度上受反應速率所限定,如果使用太小的數值,來自動力學反應監測器的信號將發生畸變。

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