静电增强主客体复合作用构建的高灵敏度肝素荧光检测平台

本研究针对临床肝素（heparin）精准监测需求，开发了基于阳离子荧光染料SMP与修饰环糊精β-CD-C6 的静电增强型荧光传感系统。通过肝素介导的主客体复合作用强化，实现血清环境中低至81.2 ng/mL的肝素检测，并拓展至鱼精蛋白（protamine）传感，为抗凝治疗监测提供了新型长波长（~600 nm）荧光检测方案。

　　

在临床抗凝治疗中，肝素作为最广泛使用的抗血栓药物，其治疗窗极窄（0.2-8 U/mL），过量使用会导致严重出血风险。传统检测方法如aPTT（活化部分凝血活酶时间）存在间接测量、灵敏度不足等问题。尤其当生物样本中存在复杂基质干扰时，短波长荧光探针易受生物大分子自发荧光影响。如何构建兼具高灵敏度、长波长信号输出的检测体系，成为临床监测的关键挑战。

华南理工大学等机构的研究人员创新性地将静电作用与主客体化学相结合，利用阳离子染料4-(4-二乙氨基苯乙烯基)-1-甲基吡啶碘化物（SMP）和氨基修饰环糊精（β-CD-C₆
），开发出新型肝素荧光传感平台。研究发现肝素能同时静电结合SMP与β-CD-C₆
，显著增强主客体包合作用，使SMP荧光强度提升3.5倍并伴随蓝移。该体系在10%血清中仍保持优异性能，检测限达81.2 ng/mL，且能通过竞争结合原理实现鱼精蛋白检测。相关成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

研究采用荧光光谱分析验证主客体复合机制，通过核磁共振氢谱（¹
H NMR）表征β-CD-C₆
结构，并利用分子对接模拟阐明三元复合物结合模式。选择性实验比较了多种糖胺聚糖（如硫酸软骨素Chs）的干扰效应，临床适用性通过血清样本测试验证。

【Host-guest incorporation of SMP into β-CD-C₆
】
光谱研究表明β-CD空腔与SMP的苯乙烯基团形成1:1包合物，荧光增强2倍。经阳离子修饰的β-CD-C₆
因静电排斥导致包合率降低，但加入肝素后荧光恢复并超初始值3.5倍，证实肝素桥接效应。

【Heparin detection by SMP/β-CD-C₆
system】
在10 mM HEPES缓冲液中，体系对肝素响应线性范围为0-10 μg/mL，检测限3.7 ng/mL。特异性实验显示肝素响应信号是其他多糖（如透明质酸）的15倍以上，血清环境中仍保持显著差异。

【Protamine detection】
利用鱼精蛋白与肝素更强亲和力（解离常数K_d
=10^-9
M），建立"关-开"型传感：预先形成的SMP/β-CD-C₆
/heparin三元复合物遇鱼精蛋白时荧光淬灭，检测限0.15 μg/mL。

该研究开创性地将静电调控策略引入主客体传感体系，突破传统荧光探针的波长限制（612 nm红色荧光），为复杂生物样本中肝素监测提供新范式。临床转化方面，体系在抗凝治疗监测和鱼精蛋白解毒剂量控制中具应用潜力。分子机制上，阐明肝素通过"双位点结合"增强主客体作用的创新机理，为设计新型生物大分子传感器提供理论参考。作者指出未来可拓展至其他带负电生物标志物的检测，推动超分子化学在临床诊断中的应用。