吖啶酯的反应机理及应用

背景及概述^[1][2]

吖啶酯类、1，2-二氧杂环丁烷类及过氧草酸酯类等化学发光体系，化学发光法与高效液相色谱、传感器技术以及流动注射技术等其他技术的联用，因具有分析速度快、设备简单、灵敏度高及线性范围宽等优点，已经广泛应用于化学食品安全、生物医学、环境检测等领域。吖啶酯是一类可用作化学发光标记物的化学物质，在碱性H2O2溶液中，吖啶酯的分子受到过氧化氢离子进攻时，吖啶环上的取代基能与吖啶环上的C-9和H2O2(过氧化氢)形成不稳定的二氧乙烷，此二氧乙烷分解为CO2和电子激发态的N-甲基吖啶酮。吖啶酯或吖啶磺酰胺类化合物在有H2O2的稀碱性溶液中即能发光，不需要催化剂，发光系统简单。同时这类化合物的发光为闪光型，加入发光启动试剂后0.4s左右发射光强度即达到，半衰期为0.9s左右，非常省时。基于上述特点，为增强吖啶酯或吖啶磺酰胺类化合物的化学发光强度，有些在发光启动试剂中加入Triton X-100、CTAC、Tween-20(吐温-20)等表面活性剂。

结构及反应机理^[1]

应用最广泛的是吖啶酯和吖啶磺酰胺，图中Ｒ、Ｒ'、Ｒ″为烷基、烷氧基及芳基等其他取代基； X、X'、X″为偶联基团，用于偶联抗原或抗体，并增加化合物溶解性。

常规的反应机理是在碱性条件下，过氧化氢与吖啶的9 位碳原子发生加成，加成产物在碱性条件下形成的过氧负离子再亲核进攻羰基碳，离去基团离去并进一步形成不稳定的四元环中间体，开环后形成激发态的吖啶酮，其返回到基态的过程中释放出光子。

应用^[1][3]

在各个领域应用方面，吖啶酯发光免疫分析技术有着极大的帮助，根据双抗体夹心法实验原理，利用吖啶酯化学发光免疫分析技术一结合生物素一亲和素磁颗粒分离技术，建立一种定量测定血清中癌胚抗原含量的检测方法。由于应用了吖啶酯发光免疫技术，使得医学上测定血清中癌胚抗原含量更加快速简便，使得癌胚抗原患者能够得到及时的治疗，提供了极大的便利，在医学上又迈进了一大步。接受吖啶酯化学发光免疫技术检测的患者准确率高及快速方便，接受一般免疫学检测的病人准确率相较实验组明显低，且时间长，不方便。一般来说，吖啶酯化学发光免疫分析技术可以普遍推广和继续研究。

吖啶类化学发光体系因无需催化剂、反应条件温和、重现性好等优点，被广泛应用于无机有机化合物、生物及药物分析等领域。

例如，一种新型的杂交诱导化学发光探针在未接触目标物时，其发光基团吖啶酯部分( AE) 通过9 位取代的氨烷基连接到一个茎环结构( Stem-loop) 的寡核苷酸一端，针对吖啶酯的猝灭基团( Q) 连接到反向对称一端，茎环序列与目标物有部分或完全互补。当在碱性条件下( 如过氧化氢) 接触目标物时，发光基团释放出来( 茎臂部分使发光基团与猝灭基团分离) ，发射光谱被非常灵敏的光电倍增管检测显示，该探针可用于核酸的分析检测。现代医学研究表明，吖啶酯化学发光免疫分析技术疗效显著，快速便捷，与各个领域研究息息相关，密切配合。在医学的领域，应用吖啶酯化学发光免疫分析技术已逐渐变化成一种趋势，为医学研究提高速度，精确度。

主要参考资料                                                          

[1] 庞彬彬, 孙海鹰, 徐云根. 化学发光试剂的研究新进展[J]. 化学试剂, 2017, 39(9): 942-948.

[2] CN201410249241.X 一种吖啶酯增强发光系统

[3] 李泓彦, 何志强, 刘莉莉. 吖啶酯发光免疫分析技术的研究与发展[J]. 生物技术世界, 2016, 13(5): 325-325.