基于限域增强超亮AIE纳米颗粒的宽发射侧流免疫检测技术及其在心肌肌钙蛋白I超敏检测中的应用

本研究通过将蝴蝶形聚集诱导发光（AIE）分子封装于聚苯乙烯微球，开发出量子产率（QY）高达91%的超亮荧光纳米颗粒（AIE-RNPs），结合30 nm滤光片优化策略，使侧流免疫检测（LFIA）对心肌肌钙蛋白I（cTnI）的检测限提升85倍（LOD=2.33 pg·mL?1），为临床即时检测（POC）提供了高灵敏度、高稳定性的新范式。

　　

限域增强超亮AIE纳米颗粒的构建与表征

研究团队设计合成了一种具有给体-受体结构的红色AIE发光体TTF，其最大吸收/发射峰位于360/600 nm，在聚集态下荧光强度提升150倍。通过溶胀-挥发法将TTF封装于羧基化聚苯乙烯（PS）微球，成功制备200/300/400 nm三种尺寸的AIE-RNPs。其中200 nm颗粒表现出最优性能：单颗粒亮度相当于520个游离TTF分子，绝对量子产率达90.8%，较传统铕纳米颗粒（Eu NPs）荧光强度提升40%。透射电镜（TEM）显示AIE分子均匀分布于PS基质中，动态光散射证实其优异胶体稳定性（Zeta电位<-30 mV）。

光学稳定性与滤光片优化策略

AIE-RNPs展现出卓越的光稳定性：连续365 nm照射1小时后仅衰减3%，而Eu NPs衰减54%；在37°C加速老化实验中，200 nm颗粒5周后荧光保留率达89%。独特的宽发射特性（半峰宽85 nm vs Eu NPs的17 nm）使其可通过滤光片带宽调控信号强度：30 nm带宽滤光片使检测信号较10 nm提升300%，同时信噪比（S/N）保持稳定。在硝酸纤维素膜上，AIE-RNPs的视觉检测限达1.5 ng·mL^?1，较Eu NPs和红色乳胶颗粒分别提高16倍和233倍。

心肌损伤标志物超敏检测应用

构建的夹心法LFIA检测平台对cTnI表现出卓越性能：30 nm滤光片配置下检测限达2.33 pg·mL^?1（3δ/k计算），较15 nm和10 nm配置分别提升21倍和43倍。52例临床血清样本与化学发光法（CLIA）对比显示高度相关性（R²=0.958），且对C反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）等干扰物具有强特异性。批间变异系数（CV）<15%，在pH 1-13和不同生物基质中均保持稳定信号输出。

毒品检测的竞争法验证

在甲基苯丙胺（MET）毛发检测中，竞争法LFIA的T线信号与MET浓度（0-50 ng·mg^?1）呈负相关。30 nm滤光片使信号强度较10 nm提升8-11倍，检测限达0.2 ng·mg^?1，22例阳性样本与CLIA结果一致性达95.6%。

结论与展望

该研究通过分子限域效应（RIM）与光学工程协同策略，创造了目前报道最高QY的AIE纳米标记物。其宽发射特性突破传统荧光材料"灵敏度-稳定性"的权衡限制，为传染病、心血管疾病和毒品检测等POC场景提供了普适性解决方案。未来可通过多色AIE-RNPs组合进一步拓展多重检测能力。