Elektrokemiluminesensi

Elektrokemiluminesensi (disingkat ECL) adalah jenis pendar cahaya (Luminesensi) yang dihasilkan melalui reaksi elektrokimia yang terjadi di elektroda dalam larutan dan menghasilkan perantara dalam keadaan tereksitasi secara elektron. Perantara ini kemudian mengalami transisi ke keadaan energi yang lebih rendah, yang mengakibatkan pelepasan energi dalam bentuk cahaya. Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, atau warna cahaya, berhubungan langsung dengan selisih energi antara dua keadaan energi yang berbeda pada dua keadaan yang terlibat. Proses ini bergantung pada perubahan elektron di dalam molekul atau ion, yang menghasilkan emisi foton saat molekul tersebut kembali ke keadaan energi yang lebih rendah.

Elektrokemiluminesensi adalah proses di mana spesies yang dihasilkan secara elektrokimia melalui reaksi redoks (oksidasi-reduksi) atau enzimatik mengalami eksitasi dan memancarkan cahaya saat kembali ke keadaan energi yang lebih rendah. Proses ini banyak digunakan dalam kimia analitik, terutama dalam diagnosis medis dan deteksi bahan kimia berbahaya, karena kemampuannya untuk memberikan deteksi dengan sensitivitas tinggi dan selektivitas yang baik. ECL sering diterapkan dalam berbagai aplikasi seperti biosensor, uji imunologi, dan deteksi molekul dalam konsentrasi rendah. Selain itu, ECL tidak memerlukan sumber cahaya eksternal, menjadikannya metode yang efisien untuk analisis dengan tingkat sensitivitas yang sangat tinggi.

 Mekanisme 
Elektrokemiluminesensi terjadi ketika sebuah potensial listrik diterapkan pada elektrode yang terendam dalam larutan yang mengandung spesies (berupa molekul atau ion) luminesen, seperti hidrokarbon aromatik polisiklik, kompleks logam, kuantum dot, atau nanopartikel dalam pelarut organik aprotik. Dalam kondisi ini, spesies luminesen dapat teroksidasi dan tereduksi pada elektrode yang berbeda, atau pada elektrode tunggal dengan mengubah potensial elektrode untuk memfasilitasi kedua reaksi tersebut. Energi yang diperlukan untuk eksitasi luminesens berasal dari rekombinasi elektron antara spesies teroksidasi dan tereduksi, yang menghasilkan perantara dalam keadaan tereksitasi. Perantara ini kemudian memancarkan cahaya saat kembali ke keadaan energi yang lebih rendah.

Dalam aplikasi menggunakan medium air, proses ECL sering kali menghadapi tantangan. Air pada potensial elektrokimia tertentu, dapat terurai menjadi gas hidrogen dan oksigen melalui reaksi elektrolisis. Proses ini mengganggu reaksi ECL dengan spesies luminesen, karena pemisahan elektrokimia air mengurangi efisiensi reaksi eksitasi luminesens. Untuk mengatasi hambatan ini, dalam sistem berbasis air, sering kali digunakan reaktan inti. Reaktan inti berfungsi sebagai agen pereduksi yang kuat setelah mengalami transformasi kimia tertentu, yang memungkinkan pembentukan spesies teroksidasi dan tereduksi secara efisien. Dengan demikian, reaktan inti memfasilitasi proses ECL yang lebih efektif meskipun dalam kondisi yang lebih sulit, seperti dalam medium air.

 Referensi