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三(2,2′-联吡啶)氯化钌(II)六水合SiO2纳米颗粒(Ru@SiO2 NPs)在ECL生物传感器中应用广泛。Ru@SiO2 NPs的硅壳含有大量带负电荷的硅羟基，可以与带负电荷的工作电极产生静电相互作用。福州大学林振宇教授、林翠英教授和杭州师范大学附属萧山医院陈龙利用带负电荷的信号分子与修饰电极表面的长链和短链DNA相互作用的差异，首次研制了用于检测人乳头瘤病毒16 (HPV 16) DNA的电化学发光(ECL)生物传感器。在最佳条件下，ECL生物传感器的检测范围为0.1 fM−5 pM，检测限为1.41 aM。图1. 基于静电相互作用差异的ECL生物传感器的构建方案。相关工作以“Sensitive Electrochemiluminescence Biosensor Based on the Target Trigger Difference of the Electrostatic Interaction between an ECL Reporter and the Electrode Surface”为题发表在Analytical Chemistry上。要点1. 作者将短单股捕获探针(CP)首先修饰在仅带少量负电荷的金电极表面。带负电荷的三(2,2’-联吡啶)氯化钌(II)六水合SiO2纳米粒子(Ru@SiO2 NPs)与CP之间的静电相互作用较弱，因此Ru@SiO2 NPs容易扩散到电极表面产生强ECL信号。要点2. 由于实际样品中癌基因浓度较低，电极界面捕获大量带负电荷的HCR放大产物，可以放大目标引起的电极界面电荷的变化，从而达到信号放大的效果。要点3. 在均相溶液中预先制备杂化链式反应(HCR)扩增产物(长链dsDNA)。当目标存在时，dsDNA可以连接在电极表面，引起电极表面负电荷的增强。由于静电作用和空间位阻，Ru@SiO2 NPs难以扩散到电极表面，导致ECL信号显著降低。要点4. 在最佳条件下，ECL信号的下降与HPV浓度的对数线性相关，检测范围为0.1 fM−5 pM，检测限为1.41 aM。这种创新的方法扩大了静电相互作用在ECL传感中的应用，也可以很容易地通过改变该策略中使用的DNA序列来开发用于检测其他目标的生物传感器图4. (A)生物传感器在不同浓度(a−h: 0、0.1 fM、1.0 fM、10 fM、500 fM、1.0 pM、3.0 pM和5.0 pM)的目标DNA存在下的ECL强度。(B) ECL强度与不同浓度靶DNA的关系。插图：不同浓度下目标DNA ΔECL强度与对数的线性曲线。(C) ECL生物传感器的选择性。[HPV16]=100 fM，[HPV18]=[HPV31]=[HPV51]=1pm。误差条表示三个重复测定的标准偏差。(D)ECL生物传感器的重现性。https:///10.1021/acs.analchem.1c05258
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