双硫醇稳定剂修饰金纳米簇的无共反应剂单电位通道电化学发光及其近红外免疫检测应用

针对传统Ru(bpy)32+/TPrA电化学发光（ECL）体系的多通道干扰和共反应剂依赖问题，研究人员开发了基于二氢硫辛酸修饰金纳米簇（DHLA-AuNCs）的新型ECL系统。该研究通过金属-硫键调控纳米簇电子结构，实现了在+0.91 V（vs Ag/AgCl）单一电位通道下的近红外（778 nm）无共反应剂ECL，并成功应用于癌胚抗原（CEA）检测（检测限5 pg/mL），为临床诊断提供了低干扰、高特异性的新方法。

　　

在临床诊断领域，电化学发光（ECL）技术因其高灵敏度成为体外检测的金标准，但现有Ru(bpy)₃²⁺/三丙胺（TPrA）体系存在两大痛点：多电位通道导致的信号串扰，以及共反应剂引发的电化学背景干扰。当检测复杂生物样本时，这些问题可能造成假阳性或假阴性结果。更棘手的是，传统ECL系统需要持续添加TPrA等牺牲试剂，不仅增加成本，还可能影响检测稳定性。

山东大学等机构的研究人员另辟蹊径，将目光投向具有独特电子结构的金纳米簇（AuNCs）。他们发现，用含双巯基的二氢硫辛酸（DHLA）修饰的AuNCs，其金属-硫键会形成硫空位，使纳米簇呈现富电子特性。这种特性就像在纳米尺度建造了"电子仓库"，当施加特定电压时，外源性空穴与内源性电子发生湮灭，直接产生光信号——整个过程无需任何共反应剂参与。相关成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》上。

研究团队采用三步关键技术：通过NaBH₄还原法合成DHLA-AuNCs，利用高分辨透射电镜（HRTEM）确认其2.6 nm单分散结构；结合X射线光电子能谱（XPS）证实硫空位存在；建立电位扫描-ECL同步检测系统，在pH 7.0 HEPES缓冲液中优化发光条件。

制备与表征
合成的DHLA-AuNCs在330 nm处有特征吸收，光致发光峰位于664 nm。HRTEM显示其晶格间距0.23 nm对应Au(111)晶面，XPS中Au 4f_7/2（84.3 eV）和S 2p_3/2（162.1 eV）结合能证实硫空位存在。

ECL特性
在+0.70至+1.20 V（vs Ag/AgCl）区间仅观察到一个ECL峰（最大强度电位+0.91 V），发射波长778 nm位于近红外区。相比Ru(bpy)₃²⁺的3个发光通道，DHLA-AuNCs的单一电位通道特性使信号变异系数降低至传统方法的1/3。

免疫检测应用
构建的CEA检测体系线性范围20-5000 pg/mL，检测限达5 pg/mL（比临床常用方法低2个数量级）。在100倍浓度干扰物存在下，信号波动<4.2%，证实其抗干扰优势。

这项研究开创性地将纳米簇电子结构与ECL特性关联，首次实现"无共反应剂"与"单电位通道"的双重突破。其意义不仅在于开发出媲美商业试剂盒的检测性能，更提供了一种新型ECL发光机制：通过精准设计纳米材料电子结构，替代传统"氧化还原对"的工作模式。未来或可拓展至多重标志物同步检测，为精准医疗提供更可靠的检测工具。