近期，东南大学附属中大医院医学检验科吴国球教授联合东南大学医学院沈艳飞教授应邀在Trends in Analytical Chemistry（《分析化学进展》）上发表综述论文，重点阐述了基于纳米材料的电化学发光（electrochemiluminescence, ECL）体系在信号增强策略方面的最新研究进展，展望了纳米材料基ECL生物传感体系的发展和应用前景及其所面临的挑战。

该文章第一作者为东南大学医学院尹斐博士和孙倩博士，通讯作者为东南大学医学院沈艳飞教授与东南大学附属中大医院医学检验科主任吴国球教授。

基于纳米材料的ECL体系信号增强策略

ECL是一种由电化学氧化还原反应而引发的发光现象，其结合了电化学和化学发光的优点，已被广泛用于临床诊断、生物分析、食品安全等领域。纳米材料因其独特的结构、电学和光学性质而在ECL领域备受关注。

开发高性能ECL发光体

在ECL系统中，发光体是决定发光性能(如发射波长、发射光谱半峰宽度和发光效率)的关键因素。然而，发光体的低发光效率严重影响了ECL的进一步发展，限制了其实际应用。提升ECL发光体发光效率的策略包括掺杂、表面钝化、聚集诱导ECL以及预氧化等，即通过提高电子传递效率或减少发射过程中的非辐射跃迁来实现ECL效率的提升。

TbPO4 (a)、PNCDs (b)、NS-GQDs (c)合成及ECL机制

    加速发光体和共反应剂间的电荷转移

加速发光体与共反应剂间的电荷转移以促进ECL激发态的产生对提高ECL效率至关重要。可以通过增加局部活性自由基的浓度，提高有效碰撞频率，减少能量损失，从而实现ECL效率的提升。限域效应、自增强ECL、加入共反应加速剂等方法已被用于促进发光体与共反应剂之间的相互作用。

(a) RuSiO2基ECL免疫传感器示意图；(b) RuSiO2孔隙约束效应；(c) Ru-UiO合成示意图；(d) CdSQDs@MOF-5合成及ECL性能

    增强界面导电性

ECL是一种电化学触发的发光过程，涉及电极表面的电子转移过程。电极材料的低电阻有利于电子从电极注入发光体，从而增强ECL发射。此外，在ECL生物传感体系中，高导电性电极材料可以消除生物分子修饰引起的电极表面钝化，从而促进电子转移和信号放大。在生物传感平台中巧妙地引入合适的导电材料是增强ECL效率和提高分析灵敏度的实用方法。

 (a) PEDOT-hosted Ag纳米ECL机理示意图; (b) ox-MWCNTs的合成及ECL机理示意图

     ECL生物传感中的信号放大技术的应用

(a) 基于GCNNs/Ru(phen)32+供体/受体的无标签和无固定化ECL-RET系统示意图；(b) Cys-[Ru(dcbpy)3]2+的合成及ECL-RET传感器的制备

为了提高ECL生物传感器的灵敏度，各种信号放大技术应运而生。借助纳米材料优异的结构、电学和光学特性，一系列纳米材料的设计放大了ECL生物传感中的微弱信号变化，从而提高了ECL生物传感的灵敏度。ECL共振能量转移和表面等离子体增强ECL是两种常用的ECL信号放大策略。人们对ECL在纳米技术、材料科学和光物理学机制等方面的深入研究将进一步促进其在基础研究和临床应用方面的进步。（通讯员赵峰峰 编辑王倩 编审程守勤）