エレクトロケミルミネッセンス
電気化学発光(あるいはエレクトロケミルミネッセンス、Electrochemiluminescence)または電気生成化学発光(electrogenerated chemiluminescence)(ECL)は、溶液中の電気化学反応によって生じる発光現象である。ECLでは、電気化学的に生成された中間体が発エルゴン(エネルギーを蓄える)反応を受けて電子励起された状態になり、基底状態もしくは低レベルの状態に緩和されたときに発光する。発光波長は、これら2つの状態の間のエネルギー差に対応する。ECLでは励起レドックス反応によって励起状態が引き起こされる。このような発光励起は、電極上で1つもしくはいくつかの反応物が電気化学的に生成される化学発光の一形態である。
通常、ECLは非プロトン性の有機溶媒中の発光種(多環芳香族炭化水素、金属錯体、量子ドットまたはナノ粒子)の溶液を含む電気化学セルの電極に電位(数ボルト)を印加している間に観察される。ECLが生じる際、電位の掃引に伴って、発光種の酸化体および還元体の両方が、異なる電極で同時に(もしくは単一の電極上で)生成する。励起エネルギーは、酸化種と還元種の再結合から得られる。
水系溶媒では、ECLは主に分析用途に用いられる。水中では水自体が電気化学的反応しやすいため、発光種の酸化と還元を同時に行うことは困難である。そこで酸化還元活性な別の化合物(コリアクタント)を共存させることでECL反応を起こす。その場合、典型的には、発光種は電極上で酸化された後に、強力な還元剤であるコリアクタントがすぐに還元することでECL励起状態が得られる(酸化-還元機構)。
↑ “Electrogenerated Chemiluminescence”. Annual Review of Analytical Chemistry 2: 359–85. (2009). Bibcode: 2009ARAC....2..359F. doi:10.1146/annurev-anchem-060908-155305. PMID 20636067.
↑ “Essential Role of Electrode Materials in Electrochemiluminescence Applications”. ChemElectroChem 3 (12): 1990–1997. (2016). doi:10.1002/celc.201600602.
↑ “Electrogenerated Chemiluminescence 69: The Tris(2,2′-bipyridine)ruthenium(II), (Ru(bpy)32+)/ Tri-n-propylamine (TPrA) System RevisitedsA New Route Involving TPrA•+ Cation Radicals”. J. Am. Chem. Soc. 124 (48): 14478–14485.