Elektrohemiluminiscencija ili elektrogenerirana hemiluminiscencija (EC) je vrsta luminiscencija koja nastaje tokom elektrohemijskih reakcija u rastvorima. U elektrogeneriranoj hemiluminiscenciji, elektrokemijski generirani intermedijeri podliježu visokoj eksergonskoj reakciji da bi proizveli elektronski pobuđeno stanje koje zatim emituje svjetlost, nakon relaksacije u stanje nižeg nivoa. Ova talasna dužina dozvoljenog fotona svetlosti odgovara energetskom jazu između ova dva stanja. Ekscitacija ECL-a može biti uzrokovana energetskim prijenosom elektrona (redoks) reakcijama elektrogeneriranih vrsta. Takva luminiscencijska ekscitacija je oblik hemiluminiscencije, gdje se jedan/svi reaktanti proizvode elektrohemijski na elektrodama.Electrogenerated Chemiluminescence, Edited by Allen J. Bard, Marcel Dekker, Inc., 2004
ECL se obično primjećuje tokom primjene potencijala (nekoliko volti) na elektrode elektrohemijske ćelije koja sadrži rastvor luminiscentnih vrsta policikličkih aromatskih ugljikovodika, metalnih kompleksa, kvantnih tačaka ili nanočestica) u aprotonskom organskom rastvaraču (ECL sastav).
U organskim rastvaračima i oksidirani i reducirani oblici luminiscentnih vrsta mogu se proizvesti na različitim elektrodama istovremeno ili na jednoj, tako što se njen potencijal prebacuje između oksidacije i redukcije. Energija pobude dobija se rekombinacijom oksidiranih i reduciranih vrsta.
U vodenom mediju, koji se najčešće koristi za analitičke primjene, teško je postići istovremenu oksidaciju i redukciju luminiscentnih vrsta, zbog elektrohemijskog cijepanja same vode pa se koristi ECL reakcija sa koaktantima. U potonjem slučaju luminiscentne vrste oksidiraju na elektrodi zajedno sa koaktantom koji nakon nekih hemijskih transformacija daje snažno redukcijsko sredstvo (mehanizam oksidativne redukcije). thumb|Shemataki prikaz heterogenih ECL “oksidativno-redukcionog” mehanizma za par Ru (bpy)32+/TPrA. Generacija ECL-a se postiže samo oksidacijom TPrA i uključuje homogenu reakciju kationa radikala (TPrA°+), kako je predložio Bard. Luminofor u pobuđenom stanju Ru2+* opušta se u osnovno stanje i emituje foton. Umetnuta slika površine elektrode tokom ECL emisije
Aplikacije ECL se pokazao vrlo korisnim u analitičkim aplikacijama, kao visoko osjetljiv i selektivan metod. Kombinira analitičke prednosti hemiluminiscentne analize (odsustvo pozadinskog optičkog signala) sa lahkoćom kontrole reakcije primjenom elektrodnog potencijala. Kao analitička tehnika, ima izvanredne prednosti u odnosu na druge uobičajene analitičke metode zbog svoje svestranosti, pojednostavljenog optičkog podešavanja u poređenju sa fotoluminiscencijom (PL) i dobre vremenske i prostorne kontrole u poređenju sa hemiluminiscencijom (CL). Povećana selektivnost ECL analize postiže se varijacijom elektrodnog potencijala, čime se kontroliraju vrste koje se oksidiraju/reduciraju na elektrodi i učestvuju u ECL reakciji (vidi elektrohemijska analiza).
Obično koristi komplekse rutenija, posebno Ru(bpy)32+ (bpy = 2,2'-bipiridin) koji oslobađa foton na ~620 nm, regenerirajući s TPrA (tripropilamin) u tečnoj fazi ili na interfejsu tečnost-čvrsta materija. Može se koristiti kao monosloj imobiliziran na površini elektrode (napravljen npr. od nafiona ili specijalnih tankih filmova napravljenih Langmuir–Blogettovom tehnikom ili tehnikom samosastavljanja) ili kao korektant ili češće kao oznaka i koristi se u HPLC, Ru označena antitijela zasnovana na imunoesejoma, Ru označene DNK sonde za PCR itd., NADH ili H2O2, biosenzori zasnovani na generaciji, detekcija oksalata i organskih amina i mnoge druge aplikacije i mogu se detektovati od pikomolarne osjetljivosti do dinamičkog raspona od više od šesto redne magnitude. Detekcija fotona vrši se pomoću fotomultiplikcijskih cijevi (PMT) ili silicijskih fotodioda ili pozlaćenih optičkih senzora. Važnost detekcije ECL tehnika za aplikacije povezane s biološkim problemima je dobro utvrđena. ECL se intenzivno koristi komercijalno za mnoge kliničke laboratorijske aplikacije.
Također pogledajte Biosenzori Hemiluminiscencija Elektrohemija Luminescencija
Reference
Kategorija:Luminiscencija Kategorija:Fotoelektrohemija Kategorija:Biofizika