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

中科院長春應化所電分析化學國家重點實驗室徐國寶課題組基于無線輸電技術，提出了無線電化學發(fā)光分析方法，并設計發(fā)明了一款微型無線輸電化學發(fā)光裝置（Anal.Chem.，2014，86：8927-8931和圖1）。無線輸電是指電能無需導線直接從發(fā)電裝置傳送到接收端的技術。主要有電磁感應、電磁耦合共振、微波和光波的遠場輻射等方式。他們主要利用電磁感應技術，以無線發(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電極，對魯米諾/過氧化氫體系進行電化學發(fā)光檢測。在此基礎上，他們組與夏勇副研究員合作設計了一種多電極并聯(lián)的無線電化學發(fā)光電極陣列芯片（Anal.Chem.，2015，DOI 10.1021/acs.analchem.5b04304及圖2和3）。由于基于電磁感應技術產(chǎn)生的電流為交流電，導致電極上的電壓發(fā)生交替變化，引起電化學產(chǎn)生的活性中間體的浪費，進而降低電化學發(fā)光效率。因此他們在電極陣列芯片中央接入二極管進行整流以提高電化學產(chǎn)生的活性中間體的有效利用率和電化學發(fā)光效率。實驗中發(fā)現(xiàn)與無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發(fā)光強度可被增強大約18000倍。他們用該芯片作為接收端與檢測平臺，用無線輸電模塊和線圈作為發(fā)射端，在堿性條件下對魯米諾/過氧化氫體系進行檢測，得到了很好的線性范圍和較低的檢測限。由于二極管可以顯著增強電化學發(fā)光強度，因而可以使用靈敏度低、價格便宜的普通數(shù)碼相機進行過氧化氫的可視化檢測。將含不同濃度過氧化氫的反應溶液滴于電極陣列上，通電進行拍照，再通過由夏勇副研究員設計開發(fā)的多通道電化學發(fā)光芯片閱讀軟件對照片中光點進行強度分析，得到強度數(shù)據(jù)，從而進行數(shù)據(jù)分析檢測。這款芯片具有便于攜帶、成本低、穩(wěn)定性好、靈敏度高、可進行多通道檢測等優(yōu)點，有望用于準確、靈敏、快速進行戶外電化學發(fā)光檢測和高通量分析（如藥物篩選和分子間相互作用研究等）。

圖1 無線電化學發(fā)光微小器件示意圖（A）實物照片（B）電化學發(fā)光照片（C）

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

圖3 無線電化學發(fā)光電極陣列芯片照片（A）無二極管芯片的電化學發(fā)光照片（B）有二極管芯片的電化學發(fā)光照片（C）