Войти
Электрохемилюминесценция или электрогенерированная хемилюминесценция (ECL ) является разновидностью люминесценция, возникающая при электрохимических реакциях в растворах. При электрогенерированной хемилюминесценции электрохимически генерируемые промежуточные соединения подвергаются сильно экзергонической реакции с образованием электронно-возбужденного состояния, которое затем излучает свет при релаксации в состояние более низкого уровня. Эта длина волны испускаемого фотона света соответствует энергетической щели между этими двумя состояниями. Возбуждение ECL может быть вызвано реакциями переноса энергичных электронов (окислительно-восстановительными) электрогенерированных частиц. Такое возбуждение люминесценции представляет собой форму хемилюминесценции, когда один / все реагенты образуются электрохимически на электродах.
ECL обычно наблюдается при приложении потенциала (несколько вольт) к электродам электрохимической ячейки, содержащей раствор люминесцентных веществ (полициклические ароматические углеводороды, комплексы металлов, квантовые точки или наночастицы ) в апротонном органическом растворителе (композиция ECL). В органических растворителях как окисленные, так и восстановленные формы люминесцентных частиц могут быть получены на разных электродах одновременно или на одном, за счет изменения его потенциала между окислением и восстановлением. Энергия возбуждения получается в результате рекомбинации окисленных и восстановленных частиц.
В водной среде, которая в основном используется для аналитических целей, одновременное окисление и восстановление люминесцентных частиц трудно достичь из-за электрохимического расщепления самой воды, поэтому используется реакция ECL с сореагентами. В последнем случае люминесцентные частицы окисляются на электроде вместе с сореагентом, который дает сильный восстановитель после некоторых химических превращений (механизм окислительного восстановления).
Схематическое изображение «окислительно-восстановительных» гетерогенных механизмов ECL для пары Ru (bpy) 3 / TPrA. Генерация ECL достигается только путем окисления TPrA и включает гомогенную реакцию катион-радикала (TPrA °), как было предложено Бардом. Люминофор в возбужденном состоянии Ru * релаксирует в основное состояние и излучает фотон. Вставленное изображение поверхности электрода во время излучения ЭСЛ ЭХЛ оказался очень полезным в аналитических приложениях как высокочувствительный и селективный метод. Он сочетает в себе аналитические преимущества хемилюминесцентного анализа (отсутствие фонового оптического сигнала) с простотой управления реакцией путем приложения электродного потенциала. В качестве аналитического метода он обладает выдающимися преимуществами по сравнению с другими распространенными аналитическими методами благодаря своей универсальности, упрощенной оптической установке по сравнению с фотолюминесценцией (PL) и хорошему временному и пространственному контролю по сравнению с хемилюминесценцией ( CL). Повышенная селективность анализа ECL достигается изменением потенциала электрода, что позволяет контролировать вещества, которые окисляются / восстанавливаются на электроде и принимают участие в реакции ECL (см.).
Обычно используются комплексы рутения, особенно [Ru (Bpy) 3] (который выделяет фотон с длиной волны ~ 620 нм), регенерируемый с помощью TPrA () в жидкой фазе или на границе раздела жидкость-твердое тело. Его можно использовать как монослой, иммобилизованный на поверхности электрода (сделанный, например, из нафиона или специальных тонких пленок, полученных методом Ленгмюра-Блогетта или методом самосборки), или как сореагент или, чаще, как метку и используется в ВЭЖХ, иммуноанализах на основе антител с Ru-меткой, ДНК-зондах с Ru-меткой для ПЦР и т. д., NADH или H2O2 биосенсоры на основе поколения, оксалат и органический амин обнаружения и многих других приложений и может быть обнаружен от пикомолярной чувствительности до динамического диапазона более шести порядков. Детектирование фотонов осуществляется с помощью фотоумножителей (ФЭУ), кремниевых фотодиодов или покрытых золотом волоконно-оптических датчиков. Важность обнаружения методов ECL для биологических приложений хорошо известна. ECL широко используется в коммерческих целях во многих клинических лабораториях.
