长春应化所徐国宝等人Anal. Chem.：单电极电化学系统用于视觉和高通量电化学发光免疫分析

通讯作者：Di Ma；冯加纯；徐国宝

通讯单位：吉林大学第一附属医院；中国科学院长春应用化学研究所

电化学发光(ECL)免疫分析以其视觉和高通量检测在过去的十年中受到了广泛的关注。然而，开发一种简单而经济的ECL器件仍然是一个巨大的挑战。

在此，中国科学院长春应用化学研究所徐国宝教授和吉林大学第一附属医院Di Ma；冯加纯等人基于碳墨丝网印刷电极制备了一种单电极电化学系统(SEES)用于视觉和高通量ECL免疫分析。

图1. (A)碳墨SEES的制备过程和(B)碳墨SEES的原理和等效电路。

相关工作以“Single-Electrode Electrochemical System for the Visual and High-Throughput Electrochemiluminescence Immunoassay”为题发表在Analytical Chemistry上。

图2. 基于碳墨SEES的cTnI无标签ECL免疫传感器组装策略。

要点1.由于碳墨具有良好的吸附性能和生物亲和性，可用于固定化抗体而无需进行多余修饰。与抗原结合后，加入ECL试剂，构建可同时分析多个样本的无标签ECL免疫传感器。

要点2.当心肌肌钙蛋白I (cardiac troponin I, cTnI)作为急性心肌梗死的特异性生物标志物存在时，它会被电极表面固定的cTnI抗体捕获，抑制电子转移，导致鲁米诺-H2O2体系的ECL强度降低。使用智能手机作为检测器，可以确定cTnI，范围为1~1000 ng mL-1，检出限为0.94 ng mL-1。

要点3.与使用电极阵列的传统三电极系统和双极电化学系统相比，基于碳墨丝网印刷电极的SEES具有高度的简单性、成本效益和用户友好性，显示出与其他免疫分析策略相比的优越优势。消除了多步骤的装配和贴标过程。更重要的是，由于其微小的尺寸和智能手机探测器的组合，这种人造SEES在即时检测方面具有巨大的潜力。

图3. (A)碳墨电极表面的SEM图像。(B) (a)裸碳墨电极、(B) Ab修饰的碳墨电极、(c) BSA/Ab改性碳墨电极、(d) cTnI/BSA/Ab改性碳墨电极上观察到的相对ECL强度。

图4. (A)不同浓度cTnI (A−h)的ECL图像:0、1、5、10、50、100、500和1000 ng mL-1。(B) ECL强度与cTnI浓度对数关系曲线。

图5.(A) ECL免疫传感器对cTnI (50 ng mL-1)与h-FABP、copeptin和BSA (500 ng mL-1)相比的选择性。(B)不同日期制备的碳墨免疫传感器的相对ECL强度。cTnI的浓度为0。

链接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c04709

徐国宝研究员，1972年8月生于福建莆田。中国科学院长春应用化学研究所研究员，博士生导师。1993年7月毕业于吉林大学，获学士学位;1996年7月毕业于厦门大学，获硕士学位;1999年12月毕业于中国科学院长春应用化学研究所，获博士学位。随后到香港大学、香港理工大学和日本电报电话公司从事博士后研究。2004年9月在中国科学院长春应用化学研究所工作，现任电分析化学国家重点实验室副主任。主要从事电化学发光及相关材料和仪器研究。

作为课题负责人承担了国家重点研发计划和“十一五”国家科技支撑计划课题各一个，作为项目负责人承担了中国科学院2019年度《“一带一路”暨发展中国家科技培训班计划》项目1项、国家自然科学基金面上项目5项和吉林省杰出青年科学研究计划项目1项。在Chem. Soc. Rev.、Energy Environ. Sci.、Joule、Nano Today、JACS、Angew. Chem.和Chem. Sci.等期刊发表论文240多篇，入选爱思唯尔2019年中国高被引学者榜单(化学)及英国皇家化学会2016年度和2017年度综合化学领域前百分之一高被引中国作者榜单。现任国际电化学会分会副主席、中国化学会电化学委员会分析电化学分会主席、Anal. Sci.执行副主编、Anal. Methods顾问委员会委员、Anal. Bioanal. Chem.国际顾问委员会委员。任Electrochim. Acta、ChemElectroChem、Anal. Bioanal. Chem.、Electroanalysis和Inorg. Chem. Commun.5个专刊的客座编辑。

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