ECL（電気化学発光）プロセスは、発光体（ルミノフォア）、共反応物（コリアクタント）、電気化学から構成されます。

• 発光体（ルミノフォア）は、ECL反応中に光を放出する中核となる分子です。ECLシステムの感度、選択性、効率を左右し、新規アプリケーションの開発においてその選択は極めて重要です。

• 共反応物（コリアクタント）は、発光体の励起状態の生成において重要な役割を果たします。主な機能は、電極表面近傍での電気化学反応に関与し、発光体と相互作用する反応性中間体を生成することです。

• 電気化学は、電極表面において発光体および共反応物の酸化および／または還元を可能にします。これらの反応は、ECLに必要な反応性種の生成に不可欠です。

ECL（電気化学発光）は、通常以下の手順に従って進行します。

• 作用電極に電位または電流を印加する。

• 発光体または共反応物の酸化還元反応により、反応性中間体が生成される。

• 中間体同士の相互作用によって、電極表面近傍で励起状態が形成される。

• 励起状態が基底状態に戻る際に光が放出される。

電気化学発光（ECL）には、以下のような利点があります。

• 高感度：ECLは極めて低濃度の分析対象物を検出できるため、医療診断や環境モニタリングなどの用途に最適です。

• 優れた特異性：抗体やDNAプローブなどの特異的認識要素と組み合わせることで、標的分子を高い選択性で検出できます。

• 広いダイナミックレンジ：数桁にわたる濃度範囲で分析対象物を測定でき、極低濃度から高濃度まで対応可能です。

• 低バックグラウンドノイズ：発光シグナルが電気化学的に生成されるため、他の発光法と比べてバックグラウンド干渉が小さいという特長があります。

• 汎用性：低分子化合物から、タンパク質や核酸といった大型の生体分子まで、幅広い分子・分析対象に適用できます。

• 迅速性と再現性：短時間で結果が得られ、再現性も高いため、ハイスループット試験に適しています。

• 堅牢性：試薬や測定系が比較的安定しており、長期間にわたって信頼性の高い性能を維持できます。

その独自の特性により、電気化学発光（ECL）は非常に高い汎用性を備えています。

• バイオセンシングおよび医療診断：ECLは、高い感度と特異性で生体分子を検出できるため、臨床および生物医学研究で広く利用されています。

• 製薬・創薬研究：医薬品の開発や品質管理において、製薬研究分野でECLが活用されています。

• 食品安全および環境モニタリング：汚染物質の検出や環境安全性の監視において、ECLは重要な役割を果たします。

• 材料科学およびナノテクノロジー：新規材料の特性評価や高度なセンサー設計にECLが用いられます。

• 臨床研究：ECLプラットフォームは、個別化治療戦略の開発に利用されています。

• 分析化学：微量分析対象物の検出および定量において、ECLは中核的な分析手法です。

• 法科学：薬物残留物や爆発物質などの微量成分の検出にECLが使用されています。

主に使用される発光体（ルミノフォア）は以下のとおりです。

• ルテニウム錯体（例：Ru(bpy)\₃²⁺）：高い安定性と強い発光特性を有するため、バイオセンシング分野で広く使用されています。

• ルミノール：法科学や環境分析でよく用いられます。

• 量子ドットおよびナノ材料：発光特性を可変できる点が特長で、高度なECLアプリケーションにおいて性能向上をもたらします。