《背景介紹》

血清淀粉樣蛋白A（serum amyloid A，SAA）是臨床診斷炎癥的一項(xiàng)指標(biāo)，健康人血清中SAA表達(dá)水平很低。然而，SAA水平在炎癥性疾病的患者中急劇增加，如果不及時(shí)治療和發(fā)現(xiàn)，炎癥感染將會(huì)對(duì)人類生命健康造成嚴(yán)重的威脅。電化學(xué)發(fā)光（Electrochemiluminescence，ECL）具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍寬、背景信號(hào)低等優(yōu)點(diǎn)，因而受到廣泛關(guān)注。盡管如此，但采用單信號(hào)模式的傳統(tǒng)ECL檢測(cè)系統(tǒng)，容易存在假陽性或假陰性信號(hào)。為了有效地避免環(huán)境引起的誤差，提高可靠性和檢測(cè)精度，雙信號(hào)ECL免疫傳感器因其可以自校準(zhǔn)并消除干擾而備受青睞。近期，廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院鄧必陽教授課題組設(shè)計(jì)合成了以1, 3, 6, 8-四-（對(duì)苯甲酸）芘（H₄TBAPy）作為配體和鑭離子（La³⁺）作為中心離子的鑭基MOF（La-MOF）作為陽極發(fā)光體。合成的La-MOF由于其限制分子運(yùn)動(dòng)的剛性框架結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出明顯的AIE。對(duì)于陰極，則使用K₂S₂O₈作為共反應(yīng)劑，金納米粒子修飾的g-C₃N₄（g-C₃N₄@AuNPs）作為發(fā)光體。g-C₃N₄@AuNPs具有超薄納米片狀結(jié)構(gòu)，有較低的陰極激發(fā)電位，可有效克服電極鈍化問題，并有效避免過高的陰極激發(fā)電位引起的其他副反應(yīng)。當(dāng)SAA的濃度從100 fg/mL增加到200 ng/mL時(shí)，陽極ECL信號(hào)逐漸增加，陰極ECL信號(hào)逐漸減少，從而實(shí)現(xiàn)了雙信號(hào)ECL免疫傳感器對(duì)SAA的定量。相關(guān)成果以“Dual-signal immunosensor based on aggregation-induced electrochemiluminescence resonance energy transfer of La-MOF and low cathodic excitation potential of g-C₃N₄@AuNPs for the quantitation of human serum amyloid A”為題發(fā)表在該領(lǐng)域權(quán)威期刊Sensors and Actuators: B. Chemical上（https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136925）。

研究的主要內(nèi)容

圖1（A）La-MOF@Ab2復(fù)合物的制備過程；（B）g-C₃N₄@AuNPs@Ab1的制備過程及ECL免疫傳感器檢測(cè)SAA的過程

圖2（A）La-MOF的SEM圖；（B）La-MOF的TEM圖；La-MOF的（C）C、（D）O和（E）La元素的TEM元素映射圖像；（F）La-MOF的EDS圖；（G）La-MOF的AFM圖和（H）厚度分布

圖3（A）g-C₃N₄的TEM圖；（B）g-C₃N₄@AuNPs的TEM圖；（C）g-C₃N₄@AuNPs的C、（D）N和（E）Au元素的TEM元素映射圖像；（F）g-C₃N₄@AuNPs的EDS圖；（G）g-C₃N₄@AuNPs的AFM圖和（H）厚度分布

圖4在PBS中，（A）ECL強(qiáng)度-電位曲線和（B）各修飾電極相應(yīng)的CV曲線。不含10 mmol/L K₂S₂O₈：（a）GCE、（b）g-C₃N₄@AuNPs/GCE；含有10 mmol/L K₂S₂O₈：（c）GCE、（d）g-C₃N₄/GCE、（e）g-C₃N₄@AuNPs/GCE；（C）g-C₃N₄@AuNPs/GCE在含有10 mmol/L K₂S₂O₈的PBS中連續(xù)掃描15個(gè)循環(huán)的ECL信號(hào)的穩(wěn)定性。檢測(cè)條件：電位范圍為?0.75 ~ 1.1 V，掃描速率為0.2 V/s，PMT電壓為800 V

圖5（A）ECL強(qiáng)度-電位曲線，在PBS中，無4 mmol/L TPrA：（a）GCE、（b）La-MOF/GCE；含有4 mmol/L TPrA：（c）GCE、（d）La-MOF/GCE、（e）H₄TBAPy/GCE（插圖為相應(yīng)的CV曲線）；（B）La-MOF在含有4 mmol/L TPrA的PBS中的ECL發(fā)射光譜；（C）La-MOF/GCE在含有4 mmol/L TPrA的PBS中連續(xù)掃描20個(gè)循環(huán)的ECL強(qiáng)度-時(shí)間曲線；（D）La-MOF/GCE在含有10 mmol/L K₂S₂O₈-4 mmol/L TPrA的PBS中連續(xù)掃描20個(gè)循環(huán)的ECL強(qiáng)度-時(shí)間曲線；（E）g-C₃N₄@AuNPs/GCE在含有10 mmol/L K₂S₂O₈-4 mmol/L TPrA的PBS中連續(xù)掃描15個(gè)循環(huán)的ECL信號(hào)的穩(wěn)定性；（F）H₄TBAPy在含有4 mmol/L TPrA的PBS中連續(xù)掃描20個(gè)循環(huán)的ECL強(qiáng)度-時(shí)間曲線。檢測(cè)條件：電位范圍為?0.75 ~ 1.1 V，掃描速率為0.2 V/s，PMT電壓為800 V

圖6（A）（a）50 μg/mL H₄TBAPy和（b）50 μg/mL La-MOF水溶液的熒光光譜圖（激發(fā)波長(zhǎng)為390 nm）；（B）（a）H₄TBAPy和（b）La-MOF的紫外可見吸收光譜以及（c）g-C₃N₄@AuNPs的ECL發(fā)射光譜；（C）（a）GCE/g-C₃N₄@AuNPs和（b）GCE/g-C₃N₄@AuNPs/La-MOF在0.1 mol/L PBS（pH 7.4）-10 mmol/L K₂S₂O₈中的ECL信號(hào)圖；（D）g-C₃N₄@AuNPs和La-MOF的HOMO和LUMO能級(jí)；（E）（a）g-C₃N₄@AuNPs-K₂S₂O₈體系（6 μL of 0.15 mg/mL g-C₃N₄@AuNPs）和（b）含有6 μL SAA（200 ng/mL）和 6 μL 0.15 mg/mL g-C₃N₄@AuNPs 的g-C₃N₄@AuNPs/Ab1/BSA/SAA/BSA/Ab2/La-MOF-K₂S₂O₈體系中K₂S₂O₈濃度的優(yōu)化。

圖7（A）雙信號(hào)免疫傳感器測(cè)定不同濃度SAA的ECL信號(hào)圖，SAA的濃度為（a）100 fg/mL，（b）1 pg/mL，（c）10 pg/mL，（d）100 pg/mL，（e）1 ng/mL，（f）10 ng/mL，（g）100 ng/mL，（h）200 ng/mL；（B）陰極ECL強(qiáng)度與SAA濃度對(duì)數(shù)之間的線性關(guān)系圖；（C）陽極ECL強(qiáng)度與SAA濃度對(duì)數(shù)之間的線性關(guān)系圖；（D）陽極ECL強(qiáng)度和陰極ECL強(qiáng)度差值與SAA濃度對(duì)數(shù)之間的線性關(guān)系圖。

1. 本研究利用g-C₃N₄@AuNPs/K₂S₂O₈作為陰極信號(hào)，La-MOF/TPA作為陽極信號(hào)，成功制備了一種雙信號(hào)ECL免疫傳感器，用于SAA的定量分析。

2. La-MOF發(fā)光體利用AIE機(jī)制增強(qiáng)ECL信號(hào)，其ECL信號(hào)比H₄TBAPy配體產(chǎn)生的ECL信號(hào)更強(qiáng)、更穩(wěn)定，ECL效率是H₄TBAPy的3.8倍。

3. 合成的g-C₃N₄@AuNPs具有較低陰極激發(fā)電位，有效避免過高的陰極激發(fā)電位引起的其他副反應(yīng)。

4. 該免疫傳感器具有良好的穩(wěn)定性、特異性和重現(xiàn)性，為SAA的臨床檢測(cè)開辟了一條可靠的新途徑。這一策略同時(shí)也為改善ECL有機(jī)配體的光學(xué)特性以及提高有機(jī)配體的ECL效率拓寬了思路。

廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院博士研究生胡圣蘭為本論文第一作者，鄧必陽教授為本論文的通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣西自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目及廣西研究生創(chuàng)新計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

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