毛 俐,袁 若,楊 霞,袁世蓉,廖玉紅,牛 歡,劉慧靜,曹雅玲,甘賢雪

（1.西南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，發(fā)光與實(shí)時(shí)分析教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶400715)(2.西華師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，化學(xué)合成與污染控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川南充637002）

0 引言

電致化學(xué)發(fā)光 (Electrogenerated chemiluminescence)，也稱電化學(xué)發(fā)光(Electrochemiluminescence)，簡(jiǎn)稱ECL，是通過(guò)電極對(duì)含有化學(xué)發(fā)光物質(zhì)的體系施加一定的電壓或通過(guò)一定的電流，電極氧化還原產(chǎn)物之間或電極氧化還原產(chǎn)物與體系其它共存物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成某種不穩(wěn)定的中間態(tài)物質(zhì)，該物質(zhì)分解而產(chǎn)生的化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象。電致化學(xué)發(fā)光技術(shù)是電化學(xué)與化學(xué)發(fā)光相結(jié)合的檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)既集成了發(fā)光與電化學(xué)分析技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，又具有二者結(jié)合產(chǎn)生的可控性、選擇性、重現(xiàn)性好、靈敏度高、檢測(cè)限低及動(dòng)力學(xué)響應(yīng)范圍寬等新優(yōu)勢(shì)[1～3]。

電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器是一種將電致化學(xué)發(fā)光技術(shù)與免疫學(xué)分析方法相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的具有高靈敏度、高選擇性、低背景等特點(diǎn)的生物傳感器。其以免疫抗原抗體生物分子作為識(shí)別元件，通過(guò)固定化技術(shù)將免疫蛋白結(jié)合到感受器(電極)表面，當(dāng)抗體分子超變區(qū)與抗原決定簇發(fā)生特異的免疫識(shí)別反應(yīng)后，生成的免疫復(fù)合物與產(chǎn)生的電致化學(xué)發(fā)光信號(hào)相關(guān)聯(lián)，由換能器轉(zhuǎn)化這些與待測(cè)分析物濃度(或活度)相關(guān)的信號(hào)，再通過(guò)二次儀表放大輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)免疫分子的定量檢測(cè)。20世紀(jì)70年代之前，有關(guān)ECL免疫傳感器的研究發(fā)展緩慢。80年代以后，大量有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)化合物甚至半導(dǎo)體納米材料等新型電致化學(xué)發(fā)光活性物質(zhì)被合成。尋找新的高量子產(chǎn)率電致化學(xué)發(fā)光試劑或修飾這些發(fā)光試劑分子以用于生物分子標(biāo)記成為合成并研究這些新型發(fā)光試劑的源動(dòng)力[2～3]。近代臨床醫(yī)學(xué)對(duì)疾病標(biāo)志物免疫分子快速、靈敏的檢測(cè)要求，極大的推動(dòng)了信號(hào)放大型的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究。且隨著生物技術(shù)和納米材料技術(shù)的迅速發(fā)展，利用化學(xué)、材料及生物等多種技術(shù)特異性地轉(zhuǎn)化并放大與免疫反應(yīng)有關(guān)的檢測(cè)信號(hào)，成為電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的重要研究方向。

1 電致化學(xué)發(fā)光主要發(fā)光體系

電致化學(xué)發(fā)光體系歸納起來(lái)主要分為三大類：無(wú)機(jī)化合物發(fā)光體系，有機(jī)化合物發(fā)光體系和半導(dǎo)體納米材料發(fā)光體系。

1.1 無(wú)機(jī)金屬配合物電致化學(xué)發(fā)光體系

很多無(wú)機(jī)金屬的配合物和團(tuán)簇分子都顯示出做為ECL發(fā)光體必需的電化學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，其中 包 括 Ag、Al、Au、Cd、Cr、Cu、Eu、Hg、Ir、Mo、W、Os、Pd、Pt、Re、Ru、Si、Tb、Tl等[3]。 Ru(bpy)32+及其衍生物由于具有發(fā)光效率高、在室溫的水或非水溶劑中穩(wěn)定性好及在較低電位下單電子轉(zhuǎn)移過(guò)程可逆等光化學(xué)和電化學(xué)優(yōu)點(diǎn)，在電致化學(xué)發(fā)光體系及生物分析中的研究最為廣泛[4～6]。

1.2 有機(jī)化合物電致化學(xué)發(fā)光體系

有機(jī)化合物的電致化學(xué)發(fā)光反應(yīng)體系主要有三大類：(1)以9,10-二苯基蒽(DPA)及光澤精(DMBADN)為代表的稠環(huán)芳烴類(PAHs)化合物體系；(2)以魯米諾為代表的酰肼類化合物體系；(3)以三鍵橋聯(lián)喹啉或異喹啉的電子接受體和芳環(huán)的電子給予體為代表的電子給體－受體型化合物體系。以苯蒽和氮蒽(吖啶)為代表的稠環(huán)芳烴類化合物水溶性差，其電致化學(xué)發(fā)光反應(yīng)要求在除氧和除雜的非水介質(zhì)如：乙氰、四氫呋喃等中進(jìn)行，其機(jī)理是通過(guò)在質(zhì)子惰性的溶劑中自由基湮滅產(chǎn)生電致化學(xué)發(fā)光，所以該類型反應(yīng)在分析應(yīng)用尤其是生物分子分析上受到很大限制[2]。近年來(lái)，僅有以光澤精(N,N'-二甲基-9,9-雙)為代表的吖啶酯類化合物在過(guò)氧化氫存在下也表現(xiàn)出了ECL活性，并被用于檢測(cè)核黃素、人絨毛膜促性腺激素及卟啉鐵等[7～10]。酰肼類電致化學(xué)發(fā)光化合物以魯米諾(Luminol)及其衍生物為代表，具有發(fā)光效率高、試劑穩(wěn)定及反應(yīng)可在水相中進(jìn)行等特點(diǎn)，其ECL機(jī)理研究已十分成熟。Luminol發(fā)光需在堿性條件下且有共反應(yīng)物H2O2存在時(shí)才能進(jìn)行[11]。由于H2O2和溶解氧都能增強(qiáng)Luminol的ECL信號(hào)，又是生物體內(nèi)許多底物(如葡萄糖、膽堿和乳酸等)及其相應(yīng)酶的代謝產(chǎn)物，因此Luminol-H2O2體系的酶促ECL反應(yīng)是分析檢測(cè)生物酶反應(yīng)底物的有效方法[12～14]。電子給體－受體型化合物由于水相發(fā)光不穩(wěn)定而極少用于生物分析中。

1.3 半導(dǎo)體納米材料發(fā)光體系

半導(dǎo)體納米材料(NPs)，也稱納米晶或量子點(diǎn)(quantum dots,QDs)。2002年首次報(bào)道了SiNPs在乙腈溶液中的自身湮滅發(fā)光和與共反應(yīng)試劑C2O42-、S2O82-的電致化學(xué)發(fā)光[15]。除了單一元素半導(dǎo)體材料，如：Si和Ge具有電致化學(xué)發(fā)光性質(zhì)之外，許多半導(dǎo)體化合物，如：CdS、CdSe和 CdTe也可以產(chǎn)生電致化學(xué)發(fā)光。半導(dǎo)體納米顆粒修飾層固相ECL的研究還包括PbSe[16]、分子有機(jī)相中的單層 CdSe[17]、CdSe/ZnS[18]、 ZnS/CdSe 及 CdSe/CdS的核殼型修飾層[19]。因?yàn)榘雽?dǎo)體的納米顆?？梢詰?yīng)用在光電子系統(tǒng)或作為未來(lái)納米電子設(shè)備的一部分，所以這些半導(dǎo)體納米顆粒固相修飾層的ECL研究對(duì)生物傳感器構(gòu)建極為重要。

2 電致化學(xué)發(fā)光體系在免疫傳感器中的應(yīng)用

將免疫分析法與高靈敏的傳感技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建快速、靈敏、選擇性高、操作簡(jiǎn)便的免疫傳感器，可使抗體或抗原固定在固體基質(zhì)上，通過(guò)異相反應(yīng)從復(fù)雜組分中富集抗原或抗體，讓固定化的免疫敏感膜發(fā)生信號(hào)變化，達(dá)到檢測(cè)特定抗原或抗體的目的。近年來(lái)，利用電致化學(xué)發(fā)光的高靈敏、高特異及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建免疫傳感器成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)課題之一。在眾多電致化學(xué)發(fā)光體系中，僅有少數(shù)在水相中有較高量子產(chǎn)率且發(fā)光穩(wěn)定的發(fā)光試劑，如：聯(lián)吡啶釕及其衍生物，魯米諾(Luminol)，量子點(diǎn)(QDs)等，被用做生物探針用于免疫傳感器構(gòu)建。

2.1 基于Ru(bpy)32+及其衍生物的ECL免疫傳感器

聯(lián)吡啶釕及其衍生物的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器是第一個(gè)用于商業(yè)應(yīng)用的ECL免疫傳感器。由于激發(fā)態(tài)Ru(bpy)32+*在近電極表面可發(fā)射一個(gè)光量子而生成基態(tài)Ru(bpy)32+，因此一個(gè)Ru(bpy)32+分子可參與多個(gè)ECL反應(yīng)循環(huán)，從而產(chǎn)生多個(gè)光量子增加靈敏度并降低檢測(cè)限。Ru(bpy)32+/TPrA是這類ECL免疫傳感器中最常用的發(fā)光體系。鑒于聯(lián)吡啶釕及其衍生物水溶性好，分子結(jié)構(gòu)無(wú)官能團(tuán)可共價(jià)交聯(lián)而難于固載的特點(diǎn)，磁頭固載一抗，Ru信號(hào)物標(biāo)記二抗的夾心免疫檢測(cè)模式，是該類傳感器在商業(yè)檢測(cè)中的主要模式[20]。衍生物Ru(bpy)32+-N羥基琥珀酸胺酯(NHS)共價(jià)交聯(lián)或聚苯乙烯微球吸附Ru(bpy)32+是這類模式中標(biāo)記二抗的主要方式[21～23]。通過(guò)磁性微頭固載抗體結(jié)合抗原，最后夾心式固相結(jié)合已標(biāo)記信號(hào)物的二抗以分離并沖洗掉未標(biāo)記的ECL信號(hào)物，可實(shí)現(xiàn)低非特異性吸附的ECL免疫檢測(cè)。與腫瘤、生育激素、甲狀腺功能、心臟功能、肝炎、骨髓、老年癡呆、貧血病、糖尿病及傳染病等相關(guān)的標(biāo)志物檢測(cè)，是應(yīng)用該類ECL免疫傳感器較為活躍的研究領(lǐng)域[24～27]。近年來(lái)，用ECL發(fā)光劑標(biāo)記二抗進(jìn)行相關(guān)免疫分析列于表1中。

為進(jìn)一步在傳感器界面特異性放大與免疫反應(yīng)相關(guān)的電致化學(xué)發(fā)光信號(hào)，納米材料、酶催化、生物放大等技術(shù)先后應(yīng)用到基于聯(lián)吡啶釕及其衍生物的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器中。Zhou和Roovers[40]設(shè)計(jì)合成了樹枝狀的聯(lián)吡啶釕衍生物標(biāo)記抗體，以提高ECL信號(hào)分子標(biāo)記量，減少標(biāo)記位點(diǎn)，該方法有效避免了多位點(diǎn)標(biāo)記引起的蛋白失活，在檢測(cè)信號(hào)上有明顯提高。Miao和Bard[41]及汪爾康研究組[42]分別將生物素/親和素多位點(diǎn)耦聯(lián)應(yīng)用到以Ru-NHS為二抗標(biāo)記物的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器中，利用生物放大技術(shù)增加免疫結(jié)合信號(hào)標(biāo)記物數(shù)量，實(shí)現(xiàn)ECL免疫檢測(cè)信號(hào)的特異性放大。Yin等[43]用共反應(yīng)試劑4-二甲基胺丁酸(DMBA)標(biāo)記BSA和anti-IgG抗體分子制備夾心式免疫傳感器，通過(guò)生物素/親和素定向連接和納米金顆粒放大一抗固載量，以提高免疫結(jié)合共反應(yīng)試劑標(biāo)記物DMBA的數(shù)量，增強(qiáng)傳感器在1 mmol/L的Ru(bpy)32+底液中的ECL響應(yīng)，其靈敏度比同類型免疫傳感器提高了6～10倍。Deiss等[22]將生物素/親和素定向標(biāo)記聯(lián)吡啶釕于二抗構(gòu)建的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器與電子顯微鏡技術(shù)結(jié)合可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電致化學(xué)發(fā)光的可視化免疫分析。

表1 分析物濃度與ECL發(fā)光標(biāo)記物相關(guān)的免疫測(cè)定Tab.1 Assays That Relate Emitter to Analyte Concentration

隨著納米材料技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的研究者將納米標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用到電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器中。如：由油水微乳相法合成的SiO2納米顆粒(SiNPs)是典型的油包水結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層可包埋大量水溶性Ru(bpy)32+分子，外表面則含有帶負(fù)電荷的羥基，可與蛋白分子上的羧基酯化交聯(lián)用于固載或標(biāo)記生物分子。汪爾康研究組[44]首先合成了聯(lián)吡啶釕摻雜SiO2包裹多壁碳納米管(Ru(bpy)32+-doped SiO2@MWNTs)的管狀復(fù)合納米材料，用于固載聯(lián)吡啶釕，表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。隨后，用油水微乳相法合成出SiO2包埋聯(lián)吡啶釕(SiRu)的球形納米顆粒[45]，通過(guò)層層自組裝修飾生物分子到該納米顆粒表面并研究其表面ECL性質(zhì)變化。劉松琴課題組[46]與袁若研究小組[47～48]先后將這一SiRu納米顆粒用做標(biāo)記材料標(biāo)記二抗構(gòu)建ECL免疫傳感器，用于檢測(cè)不同的抗原AFP和小鼠IgG。與單分子標(biāo)記相比，SiRu納米顆?？砂翊罅縍u(bpy)32+標(biāo)記于二抗分子上，因而放大了ECL響應(yīng)信號(hào)。此外，利用納米材料表面摻雜也可結(jié)合聯(lián)吡啶釕及其衍生物，從而放大信號(hào)物標(biāo)記量。Sun等[49]通過(guò)在負(fù)電荷的Pt納米溶膠中滴加正電荷聯(lián)吡啶釕，利用靜電結(jié)合使納米溶膠沉降并將聯(lián)吡啶釕吸附在Pt納米材料上(Pt@Ru)以固載聯(lián)吡啶釕，取得較好的效果。袁若課題組[50～51]隨后將這一Pt@Ru納米顆粒用于構(gòu)建固相電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器，分別通過(guò)直接法和夾心法先后實(shí)現(xiàn)對(duì)AFP及人IgG抗原的定量檢測(cè)。

脂質(zhì)體是由磷脂雙分子層組成的，內(nèi)部為水相的密閉雙分子單層或多層囊泡。其合成粒徑可控，脂質(zhì)體膜內(nèi)水相可包埋或吸附大量信號(hào)物質(zhì)或其它生物識(shí)別分子。將脂質(zhì)體引入免疫傳感器，可以放大免疫反應(yīng)信號(hào)，提高免疫分析靈敏度，有效避免非特異性吸附干擾，增強(qiáng)免疫反應(yīng)的選擇性。Zhan和Bard[52]將聯(lián)吡啶釕的衍生物包裹在粒徑為100 nm左右的脂質(zhì)體中用于標(biāo)記二抗，通過(guò)夾心免疫反應(yīng)結(jié)合到電極表面后，直接將聯(lián)吡啶釕釋放到含共反應(yīng)試劑的底液中檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)人C反應(yīng)蛋白的定量測(cè)定。Egashira等[53]用免疫脂質(zhì)體包裹聯(lián)吡啶釕結(jié)合到傳感器表面后，再溶胞釋放加熱收集用于檢測(cè)。脂質(zhì)體增加了標(biāo)記到二抗的聯(lián)吡啶釕分子數(shù)量，特異性放大了免疫分析信號(hào)。袁若課題組[54]隨后將這一免疫脂質(zhì)體技術(shù)與適配體識(shí)別小分子技術(shù)相結(jié)合，利用脂質(zhì)體包埋并放大可卡因小分子數(shù)量構(gòu)建免疫檢測(cè)平臺(tái)，溶胞釋放小分子后用適配體特異性收集結(jié)合可卡因小分子到近電極表面增強(qiáng)聯(lián)吡啶釕的ECL信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)小分子可卡因濃度，間接實(shí)現(xiàn)對(duì)抗原濃度的測(cè)定。該方法通過(guò)脂質(zhì)體包埋和適配體近電極表面鍵合共反應(yīng)劑底物實(shí)現(xiàn)了ECL檢測(cè)信號(hào)的多級(jí)放大，增強(qiáng)了檢測(cè)的特異性，對(duì)心衰標(biāo)志物NT-proBNP檢測(cè)，其檢測(cè)限可達(dá) 0.77 pg/mL。

酶催化用于聯(lián)吡啶釕類免疫傳感器的研究相對(duì)較少，Zhang等[55]利用乙醇脫氫酶(ADH)催化乙醇與煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)反應(yīng)生成還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)，NADH可與聯(lián)吡啶釕的氧化態(tài)反應(yīng)生成激發(fā)態(tài)，因而可增強(qiáng)聯(lián)吡啶釕發(fā)光，用于對(duì)乙醇小分子的檢測(cè)。袁若課題組Liao等[56]發(fā)展了由抗壞血酸酯在堿性磷酸酶的催化作用下在電極表面原位生成抗壞血酸增強(qiáng)聯(lián)吡啶釕發(fā)光的反應(yīng)，構(gòu)建電致化學(xué)發(fā)光適體傳感器用于凝血酶蛋白的測(cè)定，檢出限為0.33 fmol/L，達(dá)到了超痕量級(jí)。

2.2 基于Luminol及其衍生物的ECL免疫傳感器

Luminol及其衍生物的分子結(jié)構(gòu)上有氨基等官能團(tuán)，其既易于固載，又易于與蛋白分子的羧基共價(jià)交聯(lián)而標(biāo)記到抗原抗體等免疫蛋白分子上，所以基于Luminol及其衍生物發(fā)光的ECL免疫傳感器研究成為ECL免疫傳感器中的一個(gè)重要分支。

基于Luminol電化學(xué)發(fā)光的免疫分析最初采用均相電化學(xué)發(fā)光免疫分析法。1998年，Marquette和Blum[57]報(bào)道了將除草劑2,4-二氯苯氧基乙酸 (2,4-D)固載在玻碳電極表面，以Luminol為發(fā)光標(biāo)記物標(biāo)記anti-2,4-D抗體，競(jìng)爭(zhēng)免疫結(jié)合于電極表面后，在流動(dòng)注射(FIA)系統(tǒng)中通過(guò)H2O2放大抗體上的Luminol的ECL信號(hào)并進(jìn)行檢測(cè)，從而測(cè)定2,4-D濃度。隨后，張成孝課題組[58]將小分子魯米諾標(biāo)記在小分子地高辛半抗原上，建立了地高辛抗體和地高辛的均相電化學(xué)發(fā)光免疫分析，克服了小分子電化學(xué)發(fā)光標(biāo)記物標(biāo)記在大分子抗體或抗原后發(fā)光效率嚴(yán)重降低的問(wèn)題。其后，又將電化學(xué)發(fā)光標(biāo)記物和小分子半抗原地高辛標(biāo)記在載體大分子蛋白質(zhì)上，建立了多標(biāo)記均相電化學(xué)發(fā)光免疫分析法[59]。利用直接法測(cè)定地高辛標(biāo)記抗體，競(jìng)爭(zhēng)免疫法測(cè)定小分子半抗原地高辛[60]。

此外，還有許多的研究集中在Luminol及其衍生物類的固相電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器方面。1999年，Arai等[61]報(bào)道了Luminol的衍生物 N-丁基胺-N-乙基魯米諾(ABEI)為ECL標(biāo)記物標(biāo)記anti-hIgG，以碳纖維電極為敏感界面，在含H2O2的FIA系統(tǒng)中，檢測(cè)hIgG的ECL免疫傳感器。張成孝課題組[62]將ABEI標(biāo)記抗體檢測(cè)hIgG的ECL免疫檢測(cè)方法發(fā)展到納米金顆粒修飾的石蠟灌注石墨電極表面，制備固相ECL傳感器直接在底液中檢測(cè)，簡(jiǎn)化了裝置，并用納米顆粒進(jìn)一步放大信號(hào)，降低了檢測(cè)限。陳國(guó)南等[63]合成新型的鈦酸鹽納米管用以固載膽堿氧化酶，利用膽堿在膽堿氧化酶作用下生成H2O2催化均相魯米諾底液的電致化學(xué)發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中生物分子膽堿濃度的測(cè)定。

2.3 基于量子點(diǎn)的ECL免疫傳感器

由于量子點(diǎn)表面可通過(guò)配位連接或聚合物修飾等方式包覆上有機(jī)分子或生物大分子，所以量子點(diǎn)(QDs)常做為生物探針應(yīng)用到酶、抗原抗體、小分子鍵合蛋白和適配體的生物傳感器中[64]。從2004年鞠熀先研究小組[65]首次構(gòu)建出量子點(diǎn)ECL傳感器并成功地用于H2O2檢測(cè)以來(lái)，基于QDs的ECL傳感器以其靈敏度高、線性范圍寬、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、分析快速等優(yōu)勢(shì)，成為電分析化學(xué)中一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域。

量子點(diǎn)的ECL性質(zhì)受顆粒表面狀態(tài)影響較大，利用生物蛋白分子在表面包覆會(huì)導(dǎo)致量子點(diǎn)ECL淬滅，研究者構(gòu)建了一系列直接型的ECL免疫傳感器。其原理是將量子點(diǎn)通過(guò)靜電結(jié)合或共價(jià)連接等方式固載在電極表面，修飾上抗體后，利用抗原抗體免疫復(fù)合物阻礙固相中量子點(diǎn)與底液中共反應(yīng)試劑S2O82-的反應(yīng)，從而使量子點(diǎn)ECL淬滅，ECL淬滅程度與免疫結(jié)合上的抗原濃度相關(guān)。朱俊杰、陳洪淵研究小組[66]將半胱氨酸接枝的CdS固載在納米金顆粒覆蓋的電極表面，通過(guò)半胱氨酸共價(jià)結(jié)合抗體apoB-100，直接檢測(cè)抗原，其檢測(cè)限達(dá)6 pg/mL。用同樣的方法固載CdSe量子點(diǎn)[67]，并用于人血清蛋白(PAB)檢測(cè)，其檢測(cè)限達(dá)0.01 ng/mL。在隨后的研究中，他們用不同的方法摻雜碳納米管(CNTs)于固相固載的量子點(diǎn)CdSe薄膜中，以增強(qiáng)量子點(diǎn)的ECL強(qiáng)度，提高蛋白檢測(cè)的靈敏度。如：用殼聚糖分散的碳納米管(CNT-CHIT)吸附CdSe量子點(diǎn)固載于金電極表面，通過(guò)3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)用戊二醛共價(jià)交聯(lián)抗體anti-IgG，構(gòu)建ECL免疫傳感器用于檢測(cè)人IgG，檢測(cè)限達(dá)1 pg/mL[68]；用聚甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)正電荷化CNT-CdSe，結(jié)合納米金，再結(jié)合抗體，通過(guò)PDDA和nanoAu對(duì)CdSe量子點(diǎn)ECL的雙重增強(qiáng)作用放大信號(hào)提高檢測(cè)靈敏度[69]。此外，張書圣等[70]將以上方法綜合，用PDDA將CNTs正電荷化后，利用靜電作用結(jié)合負(fù)電荷CdS量子點(diǎn)，以連接殼聚糖包裹的納米金，固載抗體，檢測(cè)抗原。

除了基于量子點(diǎn)的陰極發(fā)光檢測(cè)外，近來(lái)鞠熀先等[71]還提出了一種在+0.90 V電位下(vs Ag/AgCl)下基于激發(fā)態(tài)QDs的陽(yáng)極ECL被酪氨酸的電致氧化產(chǎn)物淬滅的檢測(cè)方法。該方法旨在引入催化劑來(lái)加快傳感器ECL反應(yīng)速率，達(dá)到更快、更靈敏的檢測(cè)效果。該傳感器能在較低的陽(yáng)極電勢(shì)下通過(guò)結(jié)合微量酪氨酸酶催化循環(huán)反應(yīng)來(lái)加速氧化產(chǎn)物產(chǎn)生和能量轉(zhuǎn)移過(guò)程，極靈敏地檢測(cè)較寬濃度范圍內(nèi)的酪氨酸，將檢測(cè)限提高到了亞皮摩爾(subpicomolar)水平。

2.4 基于S2O82－的ECL免疫傳感器

S2O82-是ECL體系中常用的共反應(yīng)劑之一，通常與發(fā)光試劑共反應(yīng)增強(qiáng)光信號(hào)。但是，Kovalc＇huk的工作小組發(fā)現(xiàn)了S2O82-水溶液在鎂、銀和鉑電極表面有ECL現(xiàn)象，并且提出其可能機(jī)理為S2O82-被電化學(xué)還原為SO4-，當(dāng)水溶液與SO4-這一強(qiáng)氧化態(tài)的中間體反應(yīng)后產(chǎn)生發(fā)光物質(zhì)，包括1O2和3O2[72]。到目前為止有大量的關(guān)于S2O82-水溶液ECL機(jī)理的研究，而將其用于生物分子檢測(cè)的報(bào)道十分少見(jiàn)。問(wèn)題的關(guān)鍵在于找到一種有效增強(qiáng)S2O82-水溶液陰極發(fā)光的方法，以放大信號(hào)構(gòu)建傳感器用于生物分子測(cè)定。袁若課題組[73]利用半胱氨酸對(duì)S2O82-發(fā)光的增強(qiáng)作用，首次構(gòu)建了基于S2O82-陰極電致化學(xué)發(fā)光的無(wú)標(biāo)記型免疫傳感器，用于甲胎蛋白的檢測(cè)，為高靈敏的ECL免疫分析開(kāi)辟一片新領(lǐng)域。

3 展望

電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，在新體系探索、信號(hào)放大、實(shí)際分析應(yīng)用及與其它技術(shù)的結(jié)合等方面都取得了很大的進(jìn)展。今后幾年內(nèi)電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究可能圍繞以下幾方面展開(kāi)：(1)新的高效發(fā)光試劑的開(kāi)發(fā)及在免疫傳感器中的應(yīng)用。尤其是半導(dǎo)體納米材料類發(fā)光試劑的研究，由于半導(dǎo)體納米顆?？蓱?yīng)用在光電子系統(tǒng)或作為微型電子設(shè)備的一部分，其可為免疫傳感器的集成化、微型化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，與微流控芯片分析結(jié)合將會(huì)在臨床疾病標(biāo)志物實(shí)時(shí)快速分析領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景;(2)多通道電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器研究。電致化學(xué)發(fā)光擁有很寬的電壓檢測(cè)范圍，且不同物質(zhì)有不同的發(fā)光電壓，很容易實(shí)現(xiàn)兩種及其以上信號(hào)物ECL信號(hào)的同時(shí)檢測(cè)，這對(duì)于構(gòu)建多組分同時(shí)檢測(cè)的免疫傳感器極為有利。同時(shí)詢證醫(yī)學(xué)的發(fā)展必然會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)這一ECL多組分免疫分析的研究;(3)電致化學(xué)發(fā)光與可視化分析技術(shù)(如：電子顯微鏡等)結(jié)合實(shí)現(xiàn)免疫檢測(cè)的可視化分析。電致化學(xué)發(fā)光集成了電化學(xué)可控和光學(xué)可視的特性，電致化學(xué)發(fā)光分析儀與可視化裝置結(jié)合對(duì)生物分子進(jìn)行檢測(cè)，將對(duì)分子水平的生物研究起到極大的推動(dòng)作用。

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