比率型電化學發光生物傳感器研究進展

劉香梅，曹俊濤，劉彥明

(信陽師范學院化學化工學院，河南信陽 464000)

1 引言

電化學發光(Electrochemiluminescence，ECL)具有背景信號低、靈敏度高、線性范圍寬、分析速度快和反應可控性、時空可控性好等優點。目前，基于ECL構建的生物傳感器已廣泛應用于檢測金屬離子[1]、小分子[2]、DNA/RNA[3,4]、蛋白質[5,6]及細胞[7,8]等，在分析科學中起著越來越重要的作用。

2005年，Liu和Tian[9]提出檢測Hg2+的比率型熒光化學計量方法。2013年，Zhang等[10]利用CdS納米晶和luminol發光電位的不同，首次構建了檢測mp53致癌基因的雙電位比率型ECL傳感器。在該傳感器中，CdS納米晶ECL信號猝滅和luminol ECL信號增強反映出的是同一生物結合過程，利用二者信號比值進行定量分析，有效提高了檢測的準確度。

近年來，比率型的ECL生物傳感器進展迅速，不同類型的比率型ECL傳感器已應用于金屬離子[11,12]、DNA/RNA[13,14]、蛋白質[15]、細胞[16,17]等的分析。目前，比率型ECL生物傳感器可分為雙電位比率型ECL傳感器、雙波長比率型ECL傳感器和內參比比率型ECL傳感器。本文綜述了近年來不同類型比率型ECL生物傳感器及其應用進展，對未來發展前景進行了討論。

2 雙電位比率型ECL生物傳感器

雙電位比率型ECL生物傳感器是指在一定的底物濃度下，兩個獨立的ECL發射態隨目標物濃度直接或間接變化，利用兩個ECL強度的比值進行定量的一類傳感器。目前，實現雙電位比率型ECL傳感分析的主要策略有共振能量轉移、共反應劑濃度調控等。

2.1 共振能量轉移策略

ECL共振能量轉移(ECL-RET)是指ECL供體的發射光譜和受體的吸收光譜有重疊，且二者之間的距離小于10 nm時，供體被激發后發射的光可被受體吸收，從而將供體的能量轉移給受體，使供體的ECL信號降低的一個能量傳遞過程。……