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电致化学发光(electrogenerated chemiluminescence,ECL),又称电化学发光,是指在电化学反应过程中,由于放电等原因而产生的发光现象。其原理是电子在电极表面发生激发或电子的复合过程中,发生电子能级的跃迁而放出光子,从而产生发光。具体来说,在外加电激励下,电极表面首先发生电化学反应并产生化学发光所需的活性中间体,随后中间体之间或者中间体与共反应剂提供的高能自由基之间相互作用,形成激发态物种,进一步退激产生发光。
电致化学发光技术集成了发光分析高灵敏度和电化学电位可控性的优点,其应用领域广泛,具体包括以下方面:
- 生物医学:可以通过电致化学发光技术检测生物标志物,如蛋白质、核酸等,有望成为一种新型的快速检测手段。例如,用电致化学发光免疫分析技术(ECLIA)检测抗原、抗体或核酸探针的浓度等参数值。此外,该技术还可用于白细胞介素、肿瘤坏死因子、激素、病毒、毒物等的检测,服务于临床、卫生等领域。
- 环境监测:可以通过电致化学发光技术检测水中有毒有害物质,如重金属离子、农药等,有望成为一种新型的水质监测手段。
- 食品安全:在食品安全领域,电致化学发光技术同样具有潜在的应用价值,可用于检测食品中的添加剂、污染物等。
- 成像技术:电致化学发光成像技术结合了电化学和光学成像的优点,能够实现高灵敏度和高分辨率的成像。例如,单分子ECL成像技术可以突破光学衍射极限,实现超分辨率成像。
此外,电致化学发光技术还可应用于PCR分析、DNA单分子检测、药物分析、生物活性物质分析及活体分析等领域,并且电化学发光也开始用于发光器件的研制。
随着技术的不断发展,电致化学发光技术有望成为一种新型的检测手段,为人类健康、环境保护和科学研究做出更大的贡献。 |
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