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Eletroquimioluminescência (ECL)

1960
  • David M. Hercules
Experimento de eletroquimioluminescência em um ambiente de laboratório com um cientista e equipamento eletroquímico.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A eletroquimioluminescência, ou quimioluminescência eletrogerada (ECL), é um processo no qual a luz é produzida a partir de reações químicas iniciadas na superfície de um eletrodo. As espécies geradas eletroquimicamente sofrem uma transformação. alta energia transferência de elétrons reação para formar um estado excitado que emite luz ao relaxar. Combina as vantagens analíticas da quimioluminescência (baixo ruído de fundo, alta sensibilidade) com o controle preciso de um gatilho eletroquímico.

Em um sistema ECL típico, utiliza-se uma molécula precursora estável, como um complexo de rutênio(II) do tipo [latex]Ru(bpy)_3^{2+}[/latex]. Quando uma voltagem é aplicada a um eletrodo em uma solução contendo esse complexo e um co-reagente (por exemplo, tripropilamina, TPA), ambas as espécies são oxidadas na superfície do eletrodo. A TPA oxidada perde um próton e um elétron, tornando-se um intermediário radical altamente redutor. Esse radical, então, transfere um elétron para o complexo de rutênio oxidado, [latex]Ru(bpy)_3^{3+}[/latex], em uma reação altamente exotérmica. Essa transferência de elétrons é tão energética que promove o [latex]Ru(bpy)_3^{2+}[/latex] resultante a um estado eletronicamente excitado, [latex][Ru(bpy)_3^{2+}]^*[/latex]. Esse estado excitado então relaxa para o estado fundamental, emitindo um fóton de luz em aproximadamente 620 nm. A principal vantagem da ECL é o seu controle temporal e espacial. A reação ocorre somente quando a voltagem é aplicada e apenas na superfície do eletrodo, o que reduz drasticamente o ruído de fundo e permite uma detecção altamente sensível, frequentemente em nível de attomolar. Isso a torna uma ferramenta poderosa em ensaios bioanalíticos modernos.

UNESCO Nomenclature: 2202
Química física

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • descoberta da quimioluminescência
  • Desenvolvimento de potenciostatos e eletroquímica moderna
  • síntese de complexos organometálicos estáveis ​​(ex: rutênio bipiridina)
  • Compreensão das reações de transferência de elétrons (Teoria de Marcus)

Aplicações

  • Imunoensaios e ensaios com sondas de DNA em diagnósticos clínicos
  • triagem de alto rendimento na descoberta de fármacos
  • testes de segurança alimentar e hídrica
  • detecção de agentes de guerra biológica
  • research in molecular biology

Patentes:

  • US4849333
  • US5238808

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: eletroquimioluminescência, ECL, eletrodo, imunoensaio, rutênio, tripropilamina, bioensaio, química analítica, eletroquímica, diagnóstico.

Contexto histórico

Eletroquimioluminescência (ECL)

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1960-05-16
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1960
1960
1961

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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