仿生界面电子诱导的电化学发光

自然界中许多生物具有独特的生理构造，因而能高效地利用与转化能量。仿生技术一直是化学研究工作者秉承的理念与灵感的源泉。通过对自然界中生物体的模拟，人们一方面可以凭借生物模型来阐明诸多化学难题。另一方面，人类可以借此实现能量低耗和高效利用。近日，西北师范大学/天津大学的卢小泉（点击查看介绍）团队就借助仿生技术构建了一种全新的界面电子诱导电化学发光体系。

电化学发光技术（ECL）是电化学与化学发光完美结合的产物。从上世纪五十年代发展至今，ECL不仅在超灵敏传感器组建方面具有独特的优势，而且在材料表征、细胞成像、光电研究、发光器件等领域也具有广阔的应用前景。卢小泉团队通过对萤火虫生物发光行为进行研究，利用电极模拟萤火虫体内的荧光素酶、典型的疏水性发光剂卟啉替代生物发光剂荧光素、油水界面模拟发光细胞的细胞膜，成功实现了ECL技术对自然界生物发光的模拟，并提出了一种全新的概念——界面电子诱导电化学发光（IEIECL）。借助这种仿生模型，该团队以一种独特的视角研究了液液界面上三种电荷的转移过程（电子转移、离子转移与加速离子转移）与ECL之间的作用机理。这种方法相对于传统的研究手段具有操作简便、观测直观、无需昂贵设备等优势。同时，利用该体系中发光强度与界面上电荷转移之间的相互作用关系，他们可以进一步设计出一系列超灵敏、超微量的传感器。

此外，该团队还设计了多种卟啉基纳米材料与新型量子点ECL传感器，且已成功应用于实际样品的检测。同时，该团队还长期致力于利用电化学扫描显微镜（SECM）来模拟自然界中光合作用的过程，以此来研究光诱导的电子转移过程。这一成果近期发表在Analytical Chemistry上。

该论文作者为：Guiqiang Pu, Dongxu Zhang, Xiang Mao, Zhen Zhang, Huan Wang, Xingming Ning, Xiaoquan Lu

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Biomimetic Interfacial Electron-Induced Electrochemiluminesence

Anal. Chem., 2018, 90, 5272, DOI: 10.1021/acs.analchem.8b00165

导师介绍

卢小泉

http://www.x-mol.com/university/faculty/13909