基于G-四链体探针与聚集诱导电化学发光铂(II)配合物的超灵敏生物传感器构建及其在疾病早期标志物检测中的应用

为解决早期疾病标志物极低含量和严重干扰导致的检测难题，研究人员开发了一种基于2,6-双(2-苯并咪唑基)吡啶铂(II)配合物(BZIMPY-Pt)的聚集诱导电化学发光(AIECL)生物传感器。该传感器通过G-四链体特异性结合实现miRNA-155的超灵敏检测，灵敏度达0.22 fM，线性范围跨越5个数量级(1 fM-10 nM)，为临床早期诊断提供了新策略。

　　

在生物医学检测领域，早期疾病的精准诊断犹如"大海捞针"——生物标志物含量极低且面临复杂生物基质的干扰。传统电化学发光(ECL)技术依赖的三联吡啶钌(Ru(bpy)₃²⁺)面临聚集导致猝灭的瓶颈，而新兴的铂(II)配合物虽具有独特的光物理特性，却受限于生物标记难题。这种困境促使科研人员寻求突破性解决方案。

中国某高校研究团队在《Microchemical Journal》发表的研究中，巧妙融合了铂(II)配合物的聚集诱导电化学发光(AIECL)特性和G-四链体DNA的分子识别能力。通过设计2,6-双(2-苯并咪唑基)吡啶铂(II)(BZIMPY-Pt)配合物，研究人员实现了聚集状态下13倍的ECL信号增强，并构建出可检测飞摩尔级miRNA-155的"信号转导-放大"一体化平台。

关键技术包括：1) 合成表征具有AIECL特性的BZIMPY-Pt配合物；2) 基于Au-S键自组装的捕获探针修饰金电极；3) G-四链体/K⁺诱导的SP-G4-Pt信号探针构建；4) 三明治结构ECL检测体系优化；5) 实际血清样本验证。

【材料与试剂】
研究采用K₂PtCl₄和2,6-双(2-苯并咪唑基)吡啶(BZIMPY)合成目标配合物，通过高分辨质谱和¹H NMR确证结构。XPS分析证实铂中心的氧化态特征，为后续生物传感奠定基础。

【BZIMPY-Pt配合物的表征与光物理性质】
配合物在聚集态展现典型AIE特性：DMSO溶液中微弱发光，水含量增至90%时荧光强度提升12倍。ECL测试显示，相比单体状态，聚集态ECL强度增强13倍，这归因于分子运动受限导致的非辐射跃迁抑制。

【结论】
该研究突破性地将方形平面铂(II)配合物的AIECL特性与G-四链体识别功能相结合，创建了检测限达0.22 fM的miRNA检测平台。其创新性体现在：1) 首次实现铂(II)配合物在ECL生物传感中的实际应用；2) 通过协同信号放大和背景抑制机制克服低丰度标志物分析瓶颈；3) 为其他金属配合物在生物检测中的应用提供范式。

研究获得国家自然科学基金(22272058, 21974052)和广东省自然科学基金重点项目(2021A1515011376)支持，由Tingyi Huang和Li Tan作为共同第一作者，Ying Ma和Wenyi Zhang担任通讯作者。这项工作不仅为早期疾病诊断提供新工具，更开辟了金属配合物在生物传感领域的功能化新途径。