中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
前列腺特異性抗原（PSA）在前列腺癌的診斷、疾病檢測和療效評估方面具有一定的臨床應用價值，因此簡單、快速、靈敏的檢測分析痕量PSA是十分必要的。電化學發(fā)光（ECL）技術具有設備要求簡單、背景信號低、靈敏度優(yōu)異、可控性好等特點，是實現(xiàn)人體中痕量PSA定量分析的理想方法。
變價金屬作為催化劑時，由于其多價態(tài)屬性和價態(tài)轉變的特點，具有優(yōu)異的催化性能，能實現(xiàn)對氧化還原反應過程的加速。引入變價金屬作為催化劑，加速共反應劑分解為更多的活性中間體，從而產(chǎn)生更多的激發(fā)態(tài)發(fā)光體用于ECL發(fā)射，實現(xiàn)了發(fā)光強度的顯著放大。
近期，濟南大學魏琴、吳丹課題組報道了一種新型的控制釋放電化學發(fā)光免疫傳感器用于檢測PSA。相關成果以“Controlled-release Electrochemiluminescence
Biosensor with Strong Self-on Effect by Multiple Signal Amplification Strategy for Trace Detection of Prostate Specific Antigen”為題發(fā)表在國際化學權威雜志Analytical Chemistry上（DOI: 10.1021/acs.analchem.4c00048）。
研究的主要內容
本研究基于控制釋放策略并結合雙重催化策略構建了一種用于檢測PSA的ECL免疫傳感器。首先，將共反應劑H2O2封裝在氨基化介孔Fe2O3中，DNA分子鏈與PSA適配體鏈結合形成螺旋狀結構作為分子門。當PSA抗原存在時，由于抗原與適配體的結合，DNA和PSA適配體之間的螺旋狀分子鏈被破壞，從而使得載體內部的H2O2分子被釋放出來，實現(xiàn)了ECL強度的提升。隨著PSA濃度的增加，釋放的H2O2的量也隨之增加，從而使得魯米諾的ECL強度逐漸提高，并且其EC強度與PSA的濃度成正比。在最佳的實驗條件下，PSA的響應范圍為5.00×10-6-10.0
ng·mL?1，檢測限低至2.80×10-6ng·mL?1。該免疫傳感器檢測限較低，線性范圍較寬，為前列腺癌的早期診斷提供了一種新穎的分析檢測方法。
小結
本實驗構建了一種檢測PSA的ECL免疫傳感器，該免疫傳感器具良好的靈敏度、穩(wěn)定性和特異性，能實現(xiàn)較好的信號自開效應。主要原因如下：首先，采用溶劑熱法在高催化性能材料Fe3O4上原位生長CeO2納米球得到Fe3O4@CeO2復合催化材料。Fe3O4@CeO2具有優(yōu)異的催化性能，可催化H2O2并促進其分解產(chǎn)生中間活性物質，使得發(fā)光體獲得高效的ECL性能。其次，通過?NH2將發(fā)光體魯米諾負載在金屬有機框架材料ZIF-8上。由于ZIF-8的框架增強穩(wěn)定性，使魯米諾在長時間的測試中保持較高且穩(wěn)定的信號。基于上述原因，傳感器的性能得到明顯提升，本研究可為其他疾病標志物的分析檢測提供了新的方向。
