今日小南推文
电致物理发光（ECL）集成物理发光高灵敏度和电物理电位可控性的优点，在剖析物理与临床医学中得到广泛的应用。其中，基于钌联噻吩衍生物的ECL免疫剖析方式是癌症标志物监测的主要手段之一。针对生物监测与生命科学研究的需求，ECL新体系的开发已成为该领域常年的研究主题。
量子点（QDs）具有规格可控、高发光效率和窄的发射波谱，并在2002年被发觉是一种理想的ECL发光体（2002,296,1293）。物理化工院鞠熀先院士研究团队用简单方式解决量子点汇聚问题，首次在水相体系中实现了QDs的ECL，并将其用于共反应剂的物理传感器（Anal.Chem.2004,76,6871），制得第一支量子点ECL生物传感（Chem..2007,404），建立了QDsECL的能量转移、电子转移新机制，发觉了新的ECL共反应剂，完善了小分子、DNA、蛋白质和糖基的ECL测量方式（Anal.Chem.2007,79,6690；2007,79,8055；2008,80,5377；Chem..2010,46,5446),并研发出低ECL电位的量子点（Anal.Chem.2010,82,3359），发展了生物标志物的免疫剖析新方式（Anal.Chem.2010,82,7351；2011,83,5214；2013,83,5390）。
但是，QDs的毒性限制了其在细胞与活体传感器中的应用。近些年来，该团队聚焦于广谱性、高生物相容性的聚合物量子点（Pdots），不断提升其ECL发光效率，拓展其生物应用。她们首先合成噻咯-咔唑偶联的Pdots（Anal.Chem.2016,88,845）和钌联噻吩参杂的Pdots，提出了双ECL提高策略（Anal.Chem.2017,89,7659），发展了电子受体-电子供体-集聚发光官能团偶联的高效ECL发光体（J.Phys.Chem.Lett.2018,9,5296）和Pdots双分子内共振能量转移的ECL体系（Chem.Sci.2019,10,6815），建立了金属离子（Anal.Chem.2018,90,1202）和多种癌症标志物（Anal.Chem.2018,90,7708）骁龙量可视化成像检查方式。
因为对高含量共反应剂的需求及其中间体短寿命的限制和对细胞的损伤，ECL技术无法在细胞与活体测量中得到应用。开发易发光效率、低细胞毒性和无外加共反应剂的ECL发光体系自然成为该领域的急切需求。近日，鞠熀先院士研究团队借助共轭结构短发子内双电子转移提高的机理细胞膜蛋白，设计了一种共反应剂内嵌的Pdots，开发了无需外加共反应剂而ECL硬度则是分子间电子转移体系在等含量时132倍的ECL发光体系，其ECL效率甚至低于精典的钌联苯基-共反应剂体系，进而实现了单个活细胞膜蛋白的无试剂ECL成像检查。
该Pdots的制备首先将2,2-(9,9-双(6-溴代己基)-9氢-芴-2,7-二基)双(4,4,5,5-四苯基-1,3,2-二氧杂硼烷)与4,7-二溴苯并[c][1,2,5]噻二唑在100oC聚合，生成聚4-(9,9-双(6-溴己基)-9H-芴-2-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑；再与二吗啉反应，生成氯仿偶联的聚合物TEA-PFBT；进一步与苯乙烯-马来苯酚络合物（PSMA）通过纳米共沉淀得到表面含乙酸的聚合物点(TEA-Pdots)（图1A）。Pdots表面有丰富的修饰位点，具有细胞毒性低、ECL发光硬度高的特性。通过与链霉亲和素（SA）偶联，借助和生物素标记抗原与细胞表面相应待测分子及SA的双辨识作用，可将Pdots标记到细胞表面待测分子上，在无需外加共反应剂且无需额外的通透处理的条件下细胞膜蛋白，实现对细胞膜表面特异性蛋白的原位成像检查（图1B）。通过对活细胞表面人表皮生长因子受体-2（HER2）的无试剂ECL成像检查，该技术已成功地用于抗生素对膜蛋白调控的评估。这一工作为ECL在单细胞剖析和生命活动动态研究中的应用开辟了新的途径。
上述相关成果已以“DualforInSitu-enceof”为题于9月21日在Angew.Chem.Int.Ed.（DOI:10.1002/anie.）在线发表。博士生王宁宁为该工作的第一作者，鞠熀先院长为通信作者。
图1.（A）共反应剂内嵌的Pdots的合成路线，（B）Pdots用于单细胞表面HER2测量的ECL显微成像原理图。
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