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電化學(xué)發(fā)光，又稱(chēng)電致化學(xué)發(fā)光，是利用電化學(xué)方法提供能量使反應(yīng)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)從而產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光的現(xiàn)象，它是電化學(xué)與光譜學(xué)之間的橋梁，具有電化學(xué)和化學(xué)發(fā)光的雙重優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)發(fā)光方法目前已被廣泛應(yīng)用于臨床檢測(cè)、藥物分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)和食品分析等多個(gè)領(lǐng)域，成為了一項(xiàng)多個(gè)領(lǐng)域不可或缺的分析技術(shù)（Chem.Soc.Rev.，2015，4431173142.Chin.J.Anal.Chem.，2015，43：294-299）。傳統(tǒng)電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀器是由電化學(xué)工作站和發(fā)光檢測(cè)儀組成，然而該儀器體積較大，不易攜帶，無(wú)法用于戶(hù)外快速檢測(cè)，這大大局限了電化學(xué)發(fā)光的戶(hù)外應(yīng)用前景。因此，亟待發(fā)明一款快速簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確靈敏的便攜式微型電化學(xué)發(fā)光分析儀器。

中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所電分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐國(guó)寶課題組基于無(wú)線輸電技術(shù)，提出了無(wú)線電化學(xué)發(fā)光分析方法，并設(shè)計(jì)發(fā)明了一款微型無(wú)線輸電化學(xué)發(fā)光裝置（Anal.Chem.，2014，86：8927-8931和圖1）。無(wú)線輸電是指電能無(wú)需導(dǎo)線直接從發(fā)電裝置傳送到接收端的技術(shù)。主要有電磁感應(yīng)、電磁耦合共振、微波和光波的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射等方式。他們主要利用電磁感應(yīng)技術(shù)，以無(wú)線發(fā)射線圈為發(fā)射端，再以銅線圈作為接收端，兩端連接玻碳或金電極作為工作電極和對(duì)電極，對(duì)魯米諾/過(guò)氧化氫體系進(jìn)行電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上，他們組與夏勇副研究員合作設(shè)計(jì)了一種多電極并聯(lián)的無(wú)線電化學(xué)發(fā)光電極陣列芯片（Anal.Chem.，2015，DOI 10.1021/acs.analchem.5b04304及圖2和3）。由于基于電磁感應(yīng)技術(shù)產(chǎn)生的電流為交流電，導(dǎo)致電極上的電壓發(fā)生交替變化，引起電化學(xué)產(chǎn)生的活性中間體的浪費(fèi)，進(jìn)而降低電化學(xué)發(fā)光效率。因此他們?cè)陔姌O陣列芯片中央接入二極管進(jìn)行整流以提高電化學(xué)產(chǎn)生的活性中間體的有效利用率和電化學(xué)發(fā)光效率。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)與無(wú)二極管的電極陣列芯片相比接入高頻二極管的電極陣列芯片的電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度可被增強(qiáng)大約18000倍。他們用該芯片作為接收端與檢測(cè)平臺(tái)，用無(wú)線輸電模塊和線圈作為發(fā)射端，在堿性條件下對(duì)魯米諾/過(guò)氧化氫體系進(jìn)行檢測(cè)，得到了很好的線性范圍和較低的檢測(cè)限。由于二極管可以顯著增強(qiáng)電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，因而可以使用靈敏度低、價(jià)格便宜的普通數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行過(guò)氧化氫的可視化檢測(cè)。將含不同濃度過(guò)氧化氫的反應(yīng)溶液滴于電極陣列上，通電進(jìn)行拍照，再通過(guò)由夏勇副研究員設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的多通道電化學(xué)發(fā)光芯片閱讀軟件對(duì)照片中光點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度分析，得到強(qiáng)度數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)分析檢測(cè)。這款芯片具有便于攜帶、成本低、穩(wěn)定性好、靈敏度高、可進(jìn)行多通道檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，有望用于準(zhǔn)確、靈敏、快速進(jìn)行戶(hù)外電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)和高通量分析（如藥物篩選和分子間相互作用研究等）。

圖1 無(wú)線電化學(xué)發(fā)光微小器件示意圖（A）實(shí)物照片（B）電化學(xué)發(fā)光照片（C）

圖2 無(wú)線電化學(xué)發(fā)光電極陣列芯片（a）及發(fā)射端（b）和無(wú)線電化學(xué)發(fā)光裝置的電路示意圖（c）

圖3 無(wú)線電化學(xué)發(fā)光電極陣列芯片照片（A）無(wú)二極管芯片的電化學(xué)發(fā)光照片（B）有二極管芯片的電化學(xué)發(fā)光照片（C）