3-Aminophthalhydrazide CAS 521-31-3

3-Aminophthalhydrazide, còn được gọi là luminol. Tên hóa học là 3-amino-phenylenedicarbohydrazide. Nó là một loại bột màu vàng nhạt ở nhiệt độ phòng và là một hợp chất hữu cơ tổng hợp tương đối ổn định. Công thức hóa học là C8H7N3O2, CAS 521-31-3. Dễ tan trong dung dịch kiềm, tan trong axit loãng, hầu như không tan trong nước, không tan trong rượu. Khi dung dịch axit trung tính hoặc axit nhẹ tiếp xúc với tia cực tím, nó phát huỳnh quang màu xanh sáng mạnh. Đối với vết máu không thể quan sát được bằng mắt thường tại hiện trường vụ án, thuốc thử Luminol có thể hiển thị một lượng vết máu rất nhỏ (phản ứng máu huyền bí). Đồng thời, Luminol là một axit mạnh yếu, có tác dụng kích ứng nhất định đối với mắt, da và đường hô hấp. Vì huyết sắc tố có chứa sắt nên sắt có thể xúc tác quá trình phân hủy hydro peroxide, biến hydro peroxide thành nước và monooxygen, sau đó oxy hóa luminol để làm cho nó phát sáng. Do đó, Luminol được sử dụng rộng rãi trong điều tra tội phạm, kỹ thuật sinh học, truy tìm hóa chất và các lĩnh vực khác. Trong pháp y, phản ứng Luminol có thể xác định được vết máu đã được chà lâu ngày. Trong sinh học, Luminol được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của đồng, sắt và xyanua trong tế bào. Thuốc thử phát quang hóa học thường được sử dụng trong xét nghiệm miễn dịch phát quang hóa học.

Cách thực hiện xét nghiệm Luminol chỉ đơn giản là xịt hỗn hợp vào nơi có thể có vết máu. Nếu hỗn hợp huyết sắc tố và3-aminophthalhydrazidetiếp xúc, chất sắt trong hemoglobin sẽ đẩy nhanh phản ứng giữa hydrogen peroxide và luminol. Luminol mất các nguyên tử nitơ và hydro và thu được các nguyên tử oxy trong phản ứng oxy hóa, tạo ra một hợp chất gọi là axit 3-aminophthalic. Ở trạng thái năng lượng, 3-amino o còn lại sau phản ứng được tăng cường thành nguyên tử oxy của electron ở quỹ đạo cao hơn. Electron nhanh chóng rơi trở lại mức năng lượng thấp hơn và phát ra năng lượng bổ sung dưới dạng photon. Trong phản ứng tăng tốc của sắt, ánh sáng phát ra đủ để nhìn thấy trong phòng tối.

Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng các hóa chất phát quang hóa học khác, chẳng hạn như fluorescein, thay vì luminol. Nguyên lý hoạt động của các loại hóa chất này là giống nhau nhưng quy trình thực hiện hơi khác một chút.

Thuốc thử Luminol mà chúng ta thường nói là hỗn hợp của luminol và hydro peroxide (thành phần chính của hydro peroxide), chủ yếu được sử dụng để phát hiện máu trong điều tra tội phạm hiện đại. Khi luminol phản ứng với hydroxit, một ion âm kép (Dianion) được hình thành, ion này có thể bị oxy hóa bởi oxy phân hủy từ hydro peroxide và sản phẩm là peroxide hữu cơ. Peroxide này (được coi là peroxid nội vòng) rất không ổn định và ngay lập tức phân hủy thành nitơ (Luminol bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa hữu cơ như dimethyl sulfoxide để tạo ra nitơ thay vì nitơ, nhưng -các chất hữu cơ chứa nitơ) và tạo ra axit 3-aminophthalic bị kích thích (hệ thống anion hai hóa trị ba tuyến tính (T1) tương tác với nhau để tạo thành anion hóa trị hai tuyến tính (S1)). Trong quá trình chuyển từ trạng thái kích thích sang trạng thái cơ bản, năng lượng giải phóng tồn tại dưới dạng photon và bước sóng nằm ở phần màu xanh của ánh sáng khả kiến. Luminol sẽ chỉ phát sáng sau khi được xử lý bằng chất oxy hóa. Dung dịch hỗn hợp gồm hydro peroxit và bazơ hydroxit thường được sử dụng làm chất kích hoạt. Dưới sự xúc tác của các hợp chất sắt, hydro peroxide bị phân hủy thành oxy và nước: 2H₂O₂ → O₂↑+2H₂O Trong phòng thí nghiệm, kali ferricyanide thường được sử dụng làm nguồn chất xúc tác sắt, trong khi chất xúc tác trong pháp y chỉ là chất sắt có trong huyết sắc tố. Enzyme trong nhiều hệ thống sinh học cũng có thể xúc tác cho quá trình phân hủy hydro peroxide. Thuốc thử Luminol sử dụng thuốc thử để xác định máu. Ngay cả khi vết máu được lau đi thì chất heme trong máu vẫn còn sót lại. Khi thuốc thử Luminol được phun lên heme, nó sẽ phản ứng với oxy hoạt động và giải phóng huỳnh quang màu xanh tím. Nó được gọi là phản ứng Lumino. Nó là một chất hữu cơ được sử dụng để xác định máu.

Luminol hay còn gọi là3-Aminophthalhydrazide, là một hợp chất hữu cơ được tổng hợp nhân tạo, xuất hiện dưới dạng bột màu vàng nhạt ở nhiệt độ phòng. Đặc điểm nổi bật nhất của nó là khả năng phát huỳnh quang màu xanh lam mạnh (với bước sóng khoảng 425nm) khi có chất oxy hóa (như hydro peroxide) và chất xúc tác (như ion sắt). Đặc điểm này làm cho nó trở thành một công cụ không thể thiếu trong các lĩnh vực như điều tra tội phạm, y sinh và giám sát môi trường.

Điều tra tội phạm: 'Tiêu chuẩn vàng' để phát hiện vết máu

 

Ứng dụng của luminol trong pháp y được coi là cổ điển và giá trị cốt lõi của nó nằm ở khả năng phát hiện lượng vết máu mà mắt thường không nhìn thấy được. Ngay cả khi máu đã được làm sạch, lau hoặc để lâu, nó vẫn có thể để lại dấu vết thông qua phản ứng phát quang.

Nguyên tắc và cơ chế
Hemoglobin trong máu có chứa sắt, có thể xúc tác quá trình phân hủy hydrogen peroxide thành nước và monooxygen. Monooxygen tiếp tục oxy hóa luminol để tạo ra trạng thái kích thích của axit 3-amino-phthalic, phát ra ánh sáng xanh khi trở về trạng thái cơ bản. Mỗi lần phát quang kéo dài khoảng 30 giây, có độ nhạy cực cao và khả năng phát hiện nồng độ trong máu lên tới một phần triệu.

giới hạn
Luminol cũng có thể phản ứng với các hợp chất chứa sắt như thuốc tẩy, phân và cặn thuốc lá, những chất này có thể ảnh hưởng đến kết quả. Ngoài ra, phun luminol có thể phá hủy bằng chứng DNA, nhưng công nghệ hiện đại đã có thể trích xuất DNA từ những khu vực chưa được xử lý, phần nào giảm bớt vấn đề này.

 

Kịch bản ứng dụng
Tái hiện hiện trường vụ án: Sau khi phun dung dịch luminol, vết máu sẽ xuất hiện huỳnh quang màu xanh tím, giúp cảnh sát xác định vị trí vết máu ẩn giấu và tái hiện lại quá trình gây án. Ví dụ, trong nghiên cứu năm 1937 của nhà khoa học pháp y người Đức Walter Specht, luminol đã phát hiện thành công các vết máu đã được rửa sạch, cung cấp bằng chứng quan trọng cho việc điều tra vụ án.
Truy tìm vết máu lịch sử: Máu khô và thối phản ứng mạnh hơn máu tươi nên có thể dùng luminol để phát hiện vết máu lâu năm. Nghiên cứu của nhà nghiên cứu bệnh học Frederick Proescher ở San Francisco cho thấy ngay cả sau nhiều năm làm khô máu, luminol vẫn có thể khiến máu phát sáng liên tục.

Khoa học y sinh: Từ phát hiện phân tử đến chẩn đoán bệnh

 

Ứng dụng của luminol trong lĩnh vực y sinh dựa vào đặc tính phát quang hóa học của nó để phát hiện các phân tử hoặc quá trình sinh học cụ thể thông qua việc dán nhãn hoặc phản ứng.

Xét nghiệm miễn dịch hóa phát quang (CLIA):
Luminol, như một chất đánh dấu, liên kết với các kháng thể hoặc kháng nguyên và phân tích định lượng chất mục tiêu bằng cách phát hiện cường độ tín hiệu phát quang. Ví dụ:
Phát hiện dấu ấn sinh học bệnh: Trong chẩn đoán ung thư, các kháng thể được đánh dấu bằng luminol có thể liên kết đặc biệt với các kháng nguyên liên quan đến khối u, giúp sàng lọc sớm.

Phát hiện mầm bệnh truyền nhiễm: Bằng cách dán nhãn kháng nguyên vi rút, bộ Luminol có thể nhanh chóng phát hiện HIV, vi rút cúm, v.v. với độ nhạy pg/mL.

 

Phát hiện hoạt động của enzyme:
Luminol có thể phát hiện hydrogen peroxide được tạo ra bởi các phản ứng oxy hóa sinh học, phản ánh gián tiếp hoạt động của enzyme. Ví dụ:
Phát hiện glucose: Glucose oxyase xúc tác quá trình tạo ra hydro peroxide từ glucose và luminol phản ứng với nó để phát ra ánh sáng. Nồng độ glucose được đo bằng cường độ ánh sáng, với thời gian phản hồi chỉ 0,5 giây.
Phân tích hoạt tính peroxidase cải ngựa (HRP): HRP xúc tác quá trình oxy hóa luminol và cường độ phát quang tỷ lệ thuận với hoạt động của enzyme, được sử dụng để nghiên cứu động học của các phản ứng enzyme.
Phát hiện ion kim loại:
Luminol nhạy cảm với các ion kim loại như đồng và sắt và có thể được sử dụng để xác định hàm lượng kim loại trong các mẫu sinh học. Ví dụ, việc phát hiện nồng độ ion sắt trong dịch não tủy có thể hỗ trợ chẩn đoán các bệnh thoái hóa thần kinh.

Giám sát môi trường: Kiểm soát ô nhiễm và an toàn chất lượng nước

 

3-Aminophthalhydrazidechủ yếu được sử dụng trong khoa học môi trường để phát hiện kim loại nặng và dư lượng chất khử trùng trong nước thải công nghiệp, đảm bảo an toàn chất lượng nước.

Phát hiện kim loại nặng:
Luminol phản ứng với sunfua tạo thành kết tủa iốt sunfua và cường độ phát quang liên quan đến nồng độ của các kim loại nặng như chì và thủy ngân. Ví dụ, trong xử lý nước thải mạ điện, luminol có thể nhanh chóng xác định các ion kim loại nặng còn sót lại và hướng dẫn quá trình tinh chế.

Phân tích dư lượng chất khử trùng:
Luminol nhạy cảm với các chất khử trùng như hypochlorite và có thể được sử dụng để phát hiện hàm lượng clo dư trong nước uống. So với các phương pháp truyền thống, phương pháp này không yêu cầu xử lý trước phức tạp, dễ vận hành và phù hợp để phát hiện nhanh chóng-tại chỗ.
Phát hiện các loại oxy phản ứng:
Luminol có thể phát hiện các loại oxy phản ứng như anion superoxide và gốc hydroxyl trong nước, đồng thời đánh giá khả năng tự lọc hoặc mức độ ô nhiễm của nước. Ví dụ, trong nghiên cứu về hiện tượng phú dưỡng ở các hồ, cường độ phát quang của luminol phản ánh mức độ căng thẳng oxy hóa trong các vùng nước.

Biên giới của nghiên cứu khoa học: Tích hợp công nghệ nano và điện hóa phát quang

 

Với sự phát triển của công nghệ nano, ranh giới ứng dụng của luminol tiếp tục mở rộng, đặc biệt là trong lĩnh vực điện hóa phát quang (ECL) và độ nhạy vật liệu nano nơi đã đạt được những bước đột phá.

ECL nhạy cảm với hạt nano:
Các hạt nano vàng, bạc và kim loại quý khác có thể xúc tác quá trình oxy hóa luminol, đồng thời làm tăng diện tích bề mặt điện cực và tăng cường đáng kể cường độ phát quang. Ví dụ: các điện cực được biến đổi bằng hạt nano vàng tăng cường tín hiệu ECL của luminol lên 10 lần, tín hiệu này được sử dụng để phát triển các cảm biến sinh học có độ nhạy cao-.

Sự phát quang tổng hợp của chấm carbon:
Các chấm carbon, một loại vật liệu nano mới, có thể tạo thành một hệ thống tổng hợp với luminol để nâng cao hiệu suất phát quang thông qua truyền năng lượng hoặc chuyển điện tử. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ nhạy của hệ thống chấm carbon luminol trong phát hiện hydro peroxide tăng lên gấp 5 lần và màu phát quang có thể được điều chỉnh (chẳng hạn như màu đỏ đậm đến hồng ngoại gần), mở rộng ứng dụng hình ảnh sinh học.

 

Nền tảng phát hiện đa chế độ:
Bằng cách kết hợp các đặc tính phát quang hóa học và huỳnh quang của luminol, các nhà nghiên cứu đã phát triển một cảm biến huỳnh quang/phát quang hóa học ở chế độ kép. Ví dụ: bằng cách sử dụng các chấm carbon làm mực phát quang và chuẩn bị chip phát hiện thông qua in phun, có thể đạt được phân tích định lượng đa chế độ của hydrogen peroxide và glucose.

Luminol, với tư cách là thuốc thử phát quang hóa học cổ điển, đã mở rộng ứng dụng của mình từ phát hiện vết máu truyền thống sang-các lĩnh vực tiên tiến như y sinh, khoa học môi trường và công nghệ nano. Với sự tiến bộ của kỹ thuật phân tích, luminol và các dẫn xuất của nó sẽ tiếp tục mang đến những khả năng mới cho nghiên cứu và ứng dụng khoa học, trở thành “sứ giả ánh sáng” để khám phá thế giới vi mô và giải quyết các vấn đề thực tế.

Nó được tổng hợp ngay từ năm 1853. Năm 1928, các nhà hóa học lần đầu tiên phát hiện ra rằng hợp chất này có một đặc tính tuyệt vời là nó có thể phát ra ánh sáng xanh khi bị oxy hóa. Vài năm sau, có người nghĩ đến việc sử dụng đặc tính này để phát hiện vết máu. Máu chứa huyết sắc tố và oxy chúng ta hít vào từ không khí sẽ được protein này chuyển đến tất cả các bộ phận của cơ thể. Hemoglobin chứa sắt và sắt có thể xúc tác quá trình phân hủy hydro peroxide, biến hydro peroxide thành nước và monooxygen, sau đó oxy hóa luminol để làm cho nó phát sáng. Trong quá trình kiểm tra vết máu, Luminol phản ứng với huyết sắc tố (một loại protein trong huyết sắc tố chịu trách nhiệm vận chuyển oxy), cho thấy huỳnh quang màu xanh lam. Phương pháp phát hiện này cực kỳ nhạy cảm. Nó chỉ có thể phát hiện được một phần triệu hàm lượng máu. Dù một giọt máu nhỏ rơi vào bể nước lớn cũng có thể bị phát hiện. Điều này cho thấy việc dọn dẹp hiện trường của bọn tội phạm gặp khó khăn như thế nào.

3-Aminophthalhydrazidesự phát quang là do quá trình oxy hóa, có nghĩa là có nhiều oxit và kim loại có thể đóng vai trò xúc tác trong quá trình phát quang Luminol, trong đó có chất tẩy hypochlorite được sử dụng hàng ngày. Nếu bọn tội phạm làm sạch hiện trường bằng thuốc tẩy, nó có thể cản trở việc sử dụng Luminol. Hai loại phát quang hơi khác nhau. Ánh sáng do thuốc tẩy gây ra nhấp nháy nhanh, trong khi đó ánh sáng do vết máu gây ra đang dần hiện lên. Các thám tử hoặc cảnh sát có kinh nghiệm thường có thể phân biệt được hai điều này, nhưng không nhất thiết phải là cả hai.

1. Nó là gì và tại sao nó nổi tiếng?
3-Amino anilin diacetyl hydrazide là cấu trúc hóa học cốt lõi của Rumino. Bản thân nó không có đặc tính phát quang. Tuy nhiên, trong dung dịch hydro peroxide kiềm, nó có thể bị oxy hóa và phát ra huỳnh quang màu xanh lam đặc biệt, khiến nó trở thành phân tử cơ bản trong lĩnh vực phát quang hóa học.
2. Công dụng thực tế chính là gì?
Ứng dụng chính là phát hiện vết máu. Các chuyên gia pháp y sử dụng độ nhạy cực cao (thậm chí có khả năng phát hiện vết máu đã pha loãng hoặc đã lau) để tiến hành điều tra hiện trường vụ án. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng trong phân tích sinh hóa (chẳng hạn như phát hiện ion kim loại và gốc tự do) và để trình diễn giảng dạy.
3. Những hạn chế chính khi sử dụng làm nguyên liệu thô là gì?
Phản ứng phát quang phụ thuộc nhiều vào chất xúc tác (như ion sắt và đồng), và cường độ phát quang bị ảnh hưởng lớn bởi giá trị pH, nhiệt độ và độ tinh khiết của dung dịch. Do đó, khi chuẩn bị thuốc thử phát hiện, phải sử dụng-nước có độ tinh khiết cao và phải kiểm soát chặt chẽ các điều kiện nghiêm ngặt để tránh âm tính giả hoặc nhiễu nền.
4. Có an toàn không?
Là một chất hóa học, nó có tác dụng gây kích ứng nhất định đối với da, mắt và đường hô hấp. Khi sử dụng thường xuyên (chẳng hạn như trong thuốc xịt pháp y), nồng độ cực kỳ thấp và rủi ro có thể kiểm soát được, nhưng khi xử lý bột của nguyên liệu thô, nên sử dụng phương tiện bảo vệ cá nhân (như khẩu trang và găng tay) để tránh hít phải hoặc tiếp xúc.

Chú phổ biến: 3-aminophthalhydrazide cas 521-31-3, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán