基本介紹
- 中文名：魯米諾
- 外文名：Luminol
- 別名：發光氨，3-氨基苯二甲醯肼
- 化學式：C8H7N3O2
- 分子量：177.16
- CAS登錄號：521-31-3
- EINECS登錄號：208-309-4
- 熔點：329 ℃
- 沸點：1621.9ºC
- 密度：1.433 g/cm3
- 外觀：淺黃色粉末
- 閃點：5 ℃
- 套用：化學發光試劑，常用於化學發光免疫分析
- 安全性描述：S26-36/37-37/39-36
- 危險性符號：Xi,Xn
- 危險性描述：R36/37/38-22-20/21/22
- 海關編碼：29339990
簡介,合成,魯米諾試劑,原理,化學反應,理論,實際意義,缺點,避免干擾,
簡介
名 稱 | 魯米諾 |
|---|---|
別 名 | 5-氨基-苯甲醯肼; 發光氨 |
英文名稱 | Luminol;5-Amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione |
CAS | 521-31-3 |
形 狀 | 淺黃粉末 |
含 量 | ≥ 98% (HPLC) |
熔 點 | ＞300℃（300℃～330℃（較純為319℃～322℃）） |
用 途 | |
物理性質 | |
發光率檢測 | 最適螢光波長為425nm（在60 mM K2S2O8，100 mM K2CO3，pH11.5溶液中檢測化學發光率） |
生物系統中的一些酶如辣根過氧化物酶HRP，以及一些金屬化合物如血液中的鐵，可以催化經過過氧化氫的分解，使過氧化氫變成水和單氧，其中單氧可氧化魯米諾，魯米諾經氧化後可發出藍光。這種藍光可經X光膠片曝光顯影、螢光CCD掃描成像，或直接在弱光下肉眼觀察。
魯米諾是一種化學螢光分子，在過氧化氫分子存在的條件下可以轉變成激發態氨基鄰苯二甲酸，後者發出較強的螢光。過氧化氫是許多生物氧化反應的產物，因此很容易通過引入魯米諾將這些生物氧化反應與光檢測聯繫起來。例如用葡萄糖氧化酶/過氧化氫酶探頭能夠檢測樣品中的過氧化氫或葡萄糖的濃度，回響時間僅0.5s（動態法）。
魯米諾的發光
合成
3-硝基苯二甲酸經環合，還原而得。將3-硝基苯二甲酸加入8%肼水溶液，加熱使固體溶化。加乙二醇，在蒸發器內蒸去溶液中的過量水分，在215-220℃下加熱2min，使雜環閉合，冷卻後得黃色硝基化合物。冷卻，加10%氫氧化鈉溶液，攪拌，加入連二硫酸鈉，加熱至沸，保溫5min，再加入乙酸，冷卻得亮黃色產物。放置過夜，過濾得產物。
魯米諾試劑
我們常說的魯米諾試劑是魯米諾與過氧化氫（雙氧水的主要成分）的混合物，主要用於現代刑偵的的血液檢測。魯米諾與氫氧化物反應時生成了一個雙負離子（Dianion），它可被過氧化氫分解出的氧氣氧化，產物為一個有機過氧化物。該過氧化物（被猜測為環狀內式過氧化物）很不穩定，立即分解出氮氣（魯米諾被有機氧化劑如二甲基亞碸氧化後不是生成氮氣，而是生成含氮有機物），生成激發態的3-氨基鄰苯二甲酸。激發態至基態轉化中，釋放的能量以光子的形式存在，波長位於可見光的藍光部分。魯米諾只有用氧化劑處理過才會發光。通常使用雙氧水和一種氫氧化物鹼的混合水溶液作為激發劑。在鐵化合物催化下，雙氧水分解為氧氣和水：2H2O2 → O2↑+2H2O實驗室中常以鐵氰化鉀作為催化劑鐵的來源，而法醫學上的催化劑則恰好是血紅蛋白中的鐵。很多生物系統中的酶也可催化過氧化氫的分解反應。魯米諾試劑使用識別血液的試劑，血跡即使被擦拭，血液中的血紅素還是會殘留下來，當魯米諾試劑噴在血紅素上，會與活性氧產生氧化作用，釋放出藍紫色螢光。被稱為魯米諾反應。是鑑定血液用的有機物質。
化學發光
原理
魯米諾早在1853年就被合成出來了。1928年，化學家首次發現這種化合物有一個奇妙的特性，它被氧化時能發出藍光。幾年以後，就有人想到利用這種特性去檢測血跡。血液中含有血紅蛋白，我們從空氣中吸入的氧氣就是靠這種蛋白質輸送到全身各部分的。血紅蛋白含有鐵，而鐵能催化過氧化氫的分解，讓過氧化氫變成水和單氧，單氧再氧化魯米諾讓它發光。在檢驗血痕時，魯米諾與血紅素（heme，血紅蛋白中負責運輸氧的輔基）發生反應，顯出藍色的螢光。這種檢測方法極為靈敏，能檢測只有百萬分之一含量的血，即使滴一小滴血到一大缸水中也能被檢測出來，由此可知犯罪分子是多么難以把現場清洗乾淨了。
魯米諾發光是氧化導致的，這就意味著有很多氧化物以及能起催化作用的金屬也能讓魯米諾發光，這其中包括日常使用的次氯酸漂白劑。如果犯罪分子用漂白劑清洗過現場，就有可能幹擾魯米諾的使用。這兩種發光情況略有不同，漂白劑導致的發光是快速閃現的，而血跡導致的發光是逐漸出現的。有經驗的偵探或警察通常能對二者做出區分，不過也不一定都能做到。
化學反應
執行魯米諾測試的方法很簡單，就是將混合物噴灑至有可能有血跡的地方。如果血紅蛋白和魯米諾的混合物接觸，血紅蛋白中的鐵加速過氧化氫和魯米諾之間的反應。魯米諾在該氧化反應中，失去氮原子和氫原子及收益氧原子，產生的化合物稱為3 -氨基鄰苯二甲酸。在通電狀態下，將反應離開的3 -氨基鄰-升壓到較高的軌道中的電子的氧原子。電子迅速回落到較低的能級，作為一個光子發出額外的能量。鐵加速反應過程中，發出的光足以在黑暗的房間看出。
理論
即使犯罪現場的血跡已經被擦過或清除過，法醫依舊可以使用魯米諾找到它們的位置。實際上，調查者在要調查的區域內噴灑魯米諾和激發劑溶液，血中的鐵立即催化魯米諾的發光反應，使其產生藍色光芒。該反應需用的催化劑量非常少，因此魯米諾可以檢測痕量的血跡。發光大約持續30秒鐘，可通過長曝光的照片觀察出，其周圍環境不可以太亮。
實際意義
魯米諾顯示明顯的鮮血痕跡，研究人員將拍攝或錄像的犯罪現場記錄模式。通常情況下，魯米諾只顯示調查的區域，有可能的血液。因為其他物質，包括家用漂白劑，也可能導致魯米諾發光。經驗豐富的調查人員可以依據其反應發生的速度來識別，但他們仍然需要運行其他測試，以驗證它是否是真正的人的血液。
魯米諾本身通常不會解決一宗謀殺案。這是只有在調查過程中的一個步驟。但是，它可以顯示必要的信息，再次得到了拖延的調查。例如，隱藏的血液飛濺模式可以幫助研究人員找到攻擊點，甚至使用什麼樣的武器（例如，子彈使血液飛濺非常不同）。魯米諾可能也露出淡淡的血腥鞋印，這是調查行兇者攻擊後有價值的信息。
在某些情況下，魯米諾能夠給予調查人員更多證據。例如，如果魯米諾在地毯上檢測到微量的血液，調查人員可以拉起地毯，在下面的地板上尋找其他血痕，以識破罪犯對案發現場的偽裝。
