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电化学发光技术的优势与应用




电化学发光技术是一门十分成熟的技术,由于其高灵敏度、响应速度快和结果易检测等特点被广泛应用于临床诊断和物质检测等领域,具有良好的发展前景。在自然界中,许多物质如无机、有机系统都可以发生电化学发光反应,且反应稳定、易发生和结果易获得,这些优势都有利于电化学发光技术的进一步发展和应用。






通过将电化学技术化学发光技术巧妙结合,使得电化学发光相比传统的电化学反应和化学发光反应具有许多潜在的优势。


1、一些反应发光体在电极上可以通过电化学反应再生,这些发光体的产生使得它们能够再次与未反应完的共反应体参加电化学发光反应,从而持续产生发光现象,使得光子在每个测量周期都会不断产生,这极大地增加了电化学发光的灵敏度。


2、一些非常不稳定的化学发光试剂和反应中间产物可以在静置的环境中通过电信号刺激而产生,所以在化学发光反应中存在一些不能自发产生的中间反应物,而在电化学发光中则由于电信号刺激的施加,可以很容易地产生并发生反应。结果,电化学发光反应可以避免在化学发光反应中由于反应试剂不稳定而产生的各种反应的不稳定问题,从而提高了反应的可控性,同时某些不活跃的化学发光反应在电刺激的条件下也可以发生,因此扩大了检测分析物的范围。


3、电化学发光反应可以很好地控制发光位置。由于电化学反应都是在电极表面进行的,所以发光位置总是在电极表面,这有利于提高检测的灵敏度、选择性,以及多试剂检测和成像分析的精度等。利用多电极电化学发光扫描电镜对发光位置的控制同样也会使得对多分析物的测定成为可能。同时电化学发光可以很好地控制发光的反应时间,提高再现性的概率,从而简化实验操作,并且电流信号和发光信号可以同时获得,这便有利于对化学发光机制和电化学反应机制的探究。


4、电化学发光反应相对温和、对使用者友好,这是因为在常见的鲁米诺和三联吡啶钌电化学发光系统中并没有使用化学发光实验中一些有毒的或有腐蚀性的试剂。


必须要指出的是,电化学技术在电化学发光中的分析应用会有一些弊端。例如,电化学发光反应首先需要一个电刺激的过程,通过频繁地在电极表面施加激励信号来确保良好的电化学发光反应。通常来说,电化学发光反应是在电极表面附近产生,因此,电化学发光反应的强度要远弱于化学发光的反应强度(化学发光是在溶液中产生的,反应区域和反应体积都很大),并且需要一个非常灵敏的光强度检测器来对释放的光强信号进行接收。


对于毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)实验,化学发光技术要比电化学发光技术更加简单,这是因为电化学发光需要一个相对稳定且合适的电压激励,必须确保不能将激励电压升到很高,以免击穿毛细管壁。但是这并不影响电化学发光技术在传感领域的广阔应用前景。


商业化的电化学发光技术已经广泛应用到临床诊断、食品和水质检测,以及环境监测等科学研究中,利用一些增强电化学发光的物质在生物分子上作为标签,可以将电化学发光技术用于免疫分析和DNA分析等应用中,如对甲胎蛋白、地高辛、促甲状腺素、蛋白质、甾体激素和多种抗体等物质的检测。


电化学发光技术和高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)、流动注射分析(flow injection analysis, FIA)、毛细管电泳、微全分析系统(micro total analysis system, TAS)等技术的结合,拓展了大量的分析物,特别是含氨基分析物的测定。


来源: IVD分享库 

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