基于納米金/石墨烯和二氧化硅微球雙方大的量子點近紅外電致化學發光免疫傳感器

當前用于電致化學發光傳感器的量子點探針主要集中在可見光區，這樣導致的高背景可能會干擾生物樣品的檢測分析。隨著生物分析應用的需要，近紅外量子點(NIR QDs) 電致化學發光研究越來越受到關注。

華中農業大學農業微生物學國家重點實驗室韓鶴友課題組研究了巰基丙酸(MPA) 修飾的水溶性CdTe/CdS 小核厚殼型近紅外量子點的ECL 性質，并且將納米金/石墨烯(Au-GN)和二氧化硅(SiO2 ) 信號放大技術結合起來，發展了一個基于量子點近紅外電致化學發光高靈敏的免疫傳感器(Anal.Chem.，doi: 10.1021/ac300498v)。首先氨基硅烷化后的SiO2 微球與量子點表面的COOH 反應，得到了CdTe/CdS 量子點修飾的SiO2 微球(SiO2 /QD)。同時量子點表面未被酰胺化的羧基進一步與抗體蛋白質中的活性氨基反應，從而得到量子點和抗體共修飾的近紅外電致化學發光探針(SiO2 /QD/Ab2)。為了進一步放大電化學信號，Au-GN 雜合材料被用作增強基底。紫外吸收光譜(UV-vis) 和透射電鏡(TEM) 結果(圖1)表明，金納米粒子成功被點綴在石墨烯片層結構上。透射電(TEM) 和光電子能譜(XPS) 研究可見，CdTe/CdS 量子點和抗體已經被成功修飾在SiO2 微球表面。自組裝過程如圖2 所示。制得的放大探針與增強基底用于人免疫球蛋白(HIgG) 的近紅外電致化學發光檢測。電解液為含0.1 mol/L KCl 和0.1 mol/L K2 S2O8 的0.1 mol/L PBS 緩沖液(pH 7.4)， 光譜范圍為670～750 nm，電勢掃描范圍為0～-1.5 V，掃描速率為200mV s-1 。結果表明，與QD-Ab2/Ag/BSA/Ab1/GCE 相比，QD-Ab2/Ag/BSA/Ab1/Au-GN/GCE 和SiO2-QD-Ab2/Ag/BSA/Ab1/Au-GN/GCE 的ECL 強度分別提高了4.2 和16.8 倍。線性檢測范圍為0.1 pg/mL～10 ng/mL (R=0.9961)， 檢出限為87 fg/mL (信噪比為3)。說明Au-GN 和SiO2 微球能夠放大CdTe/CdS 量子點的近紅外電化學發光(NIR ECL) 信號，從而實現近紅外電化學發光(NIR ECL) 用于免疫分析測定。與傳統可見光區的ECL 傳感器比較，此方法檢出限降低了1～2 個數量級，已成功用于人血清樣品中HIgG 的檢測。