西北大学冯亚强等Anal. Chem.：半导体聚合物点低触发电位电化学发光用于血糖成像检测！

通讯作者：Zewei Luo；冯亚强

通讯单位：西北大学

近年来，半导体聚合物点(Pdots)作为一种环境友好的高亮度电化学发光(ECL)纳米发射器，在ECL生物传感和成像领域引起了广泛的关注。然而，大多数可用的Pdots在水相中具有较高的ECL激发电位(>1.0 V vs Ag/AgCl)，这导致在实际样品检测中选择性较差。因此，构建一种简单、通用的降低Pdots触发电位的策略显得尤为重要。

西北大学冯亚强和Zewei Luo基于电化学发光共振能量转移(ERET)策略实现了Pdots在低触发电位下的ECL发射。通过与鲁米诺类似物N-(4-氨基丁基)-N-乙基异发光醇(ABEI)共价耦合，ABEI-Pdots表现出阳极ECL发射，低起始电位为+0.34 V，峰值电位为+0.45 V(vs Ag/AgCl)，这是迄今为止报道的最低触发电位。进一步探索了这种低触发电位ECL用于缓冲液和血清中葡萄糖的成像检测。

图1. ABEI-Pdots制备及ECL血糖成像检测原理图。

相关工作以“Low-Triggering-Potential Electrochemiluminescence from a Luminol Analogue Functionalized Semiconducting Polymer Dots for Imaging Detection of Blood Glucose”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

图2.(A) ABEI-Pdots的TEM。(B) DLS和zeta电位。(C) ATR-RI光谱。(D) XPS测量光谱。

要点1. 作者使用超黄光发射物PPV发光聚合物和聚苯乙烯-马来酸酐(PSMA)为羧基功能化试剂，采用传统的纳米沉淀法合成羧基化Pdot。然后，将羧基化Pdots与鲁米诺类似物N-(4-氨基丁基)-N-乙基异发光醇(ABEI)共价偶联得到ABEI-Pdots。

要点2. 以双氧水为共掺剂，ABEI-Pdots的阳极ECL发光表现为+0.34 V的低起始电位和+0.45 V的峰电位(vs Ag/AgCl)。通过在+0.45 V下对ABEI-Pdots修饰丝网印刷电极(SPCE)进行16 s成像，ECL成像方法可以定量缓冲液中葡萄糖的浓度为10~200 μM，检测限为3.3 μM，同时具有良好的选择性。

要点3. 当应用于真实血清时，该方法与商业血糖仪的结果高度一致，相对误差在3.2~13%之间。

该工作为构建低电位Pdots提供了一种通用策略，并在复杂生物样品分析中展示了其应用潜力。

图3. (A) Pdots在包含20 mM TPrA的0.1 M pH 7.4 PB中的CV(短虚线)和ECL曲线(实线)。(B) ABEI-Pdots含有1.2 mM H2O2的0.2 M pH 11.0 CBS中的CV(短虚线)和ECL曲线(实线)。(C)在不同浓度ABEI的Pdots和ABEI-Pdots的PL光谱。(D) ABEI、Pdots和ABEI-Pdots在含H2O2的0.2 M pH 11.0 CBS中的ECL光谱。

图4. (A) Bare和ABEI-Pdots修饰的GCE在0.2 M pH 11.0 CBS中分别含有葡萄糖和葡萄糖氧化酶(红色曲线)、葡萄糖(绿色曲线)、葡萄糖脱氧(蓝色曲线)和葡萄糖氧化酶(粉色曲线)的ECL和CV曲线。CV扫描:0 ~+0.8 V。(A)的插图是放大的ECL曲线，从指向箭头的起源处开始。扫描速率:100mv s-1。PMT: 500 V。

图5. (A)标准葡萄糖溶液和(C)人血清中葡萄糖浓度和灰度颜色强度的相关性。(B)本试验对浓度为500 μM的各种干扰底物的特异性。(D)我们的ECL成像方法测定的人血清样本葡萄糖浓度与一个商业葡萄糖计的比较。

链接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c05377