电致化学发光技术(ECL)是一种依赖于电化学反应过程产生化学发光的技术。ECL技术因其不需要外加激发光源,背景信号低,线性范围宽,以及对设备要求不高而成为一种重要的高灵敏度和高选择性检测方法。联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+由于其良好的水溶性、稳定且可逆的氧化还原特性、高发光效率、广泛的pH应用范围,以及发光试剂在ECL反应中的可再生性,成为ECL和化学发光(CL)研究中最广泛应用的发光试剂之一。 ECL技术的一个重要优势是,可以将发光试剂固定到电极表面,从而制造出所谓的“无试剂”电致化学发光传感器,这样能够节省昂贵的发光试剂。固态ECL传感器可用于流动体系检测,例如流动注射分析(FIA)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)和微芯片电泳(MCE)等技术的联用。在这些流动体系中,固态ECL传感器作为检测器,不需要额外的泵装置向电极表面输送发光试剂,简化了实验设备,同时避免了样品的稀释和区带展宽等问题。 ECL技术的另一个特点是其反应的可控性。通过改变电极电位,可以控制发光反应的启动和终止时间,赋予了ECL传感器“开、关”功能。此外,由于发光集中在电极表面,ECL反应的空间可控性得到显著提升。 Ru(bpy)32+在ECL反应中的可再生性是其一个独特的优点。不同于传统CL体系中发光试剂在化学发光过程中会不断消耗,Ru(bpy)32+能够在ECL过程中循环再生,使其能够构建无需试剂消耗的ECL传感器。这意味着通过将Ru(bpy)32+固定在电极表面,可以发展出高灵敏度和高稳定性的新型固态ECL传感器,进而构建出FIA-ECL、CE-ECL和MCE-ECL检测系统。 目前,ECL技术已广泛应用于草酸盐、氨基酸、各种胺类物质、药物、蛋白质和DNA等多种物质的检测。特别是在临床检测中,Ru(bpy)32+及其衍生物因其良好的循环再生能力而备受青睐,被用作生物传感器和CL标记物,用于免疫分析、脱氢酶检测以及其他生物分子的测定。 在构建ECL检测器的过程中,鲁米诺、光泽精、过氧化草酸、吖啶酯、二氧杂环丁烷等传统CL体系中的化学发光剂也有所应用,但是它们通常不如Ru(bpy)32+在ECL中的应用广泛。Ru(bpy)32+能够与多种氧化剂或还原剂反应,生成激发态的Ru(bpy)32+*,进而产生发光现象。 ECL作为一种新兴的分析检测技术,正在分析科学领域受到广泛关注。其简单、便捷、灵敏度高、可原位检测的特点,使得ECL在未来有望得到更广泛的应用。在学术研究和实际应用中,对ECL技术的进一步研究和创新仍然具有很大的潜力。随着新材料和新技术的不断涌现,ECL技术的应用范围和性能有望得到进一步的提升。
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