综述：电化学发光微环境工程：纳米材料在适配体传感器中的机制性作用

《Small Structures》：Engineering the Electrochemiluminescence Microenvironment: Mechanistic Roles of Nanomaterials in Aptamer-Based Sensors

　　

电化学发光(ECL)凭借其高灵敏度、低背景信号和精确的电化学控制，已成为生物传感中最强大的转导策略之一。近年来，ECL与适配体和纳米材料的融合推动了高灵敏且多用途分析平台的发展。尽管纳米材料最初被引入时仅作为受体固定的载体，但其正日益被视为ECL微环境的主动调节器，同时影响ECL发射的效率与机制。本综述审视了2023年至2026年间纳米材料赋能ECL适配体传感器所取得的进展，并重点阐述了纳米材料超越其作为发光体或载体传统功能的机制性作用。研究人员讨论了被用作ECL发射体以及局部ECL环境调节剂的纳米材料，并提出了一种基于主导信号调控机制的适配体传感器功能分类，包括界面调控、ECL生成的化学控制、光物理调制、空间限域和可编程放大策略。此外，研究人员批判性地讨论了传感器的分析特性、实际稳健性以及严格适配体验证的必要性，以应对当前的可重复性挑战。最后，本文概述了未来前景以及这些快速发展的生物传感平台在商业转化中仍需克服的基本障碍，如批次间变异和长期稳定性。

1 引言
电化学发光(ECL)是通过电化学反应产生光的技术，兼具光学检测的高灵敏度与电化学方法的时间/电位可控性；共反应物路径是目前传感应用的主流。纳米材料可同时调控发光体分布、共反应物传输、电子转移、自由基稳定和局部电场等ECL微环境参数，而适配体作为合成核酸受体，可通过构象变化和扩增策略与纳米材料协同实现信号转导。

2 纳米材料作为ECL适配体传感器中的活性组分
2.1 纳米材料作为替代性ECL发光体
2.1.1 碳基纳米材料
碳点(CDs)、石墨烯量子点(GQDs)和聚合氮化碳(g-C₃N₄)等依靠丰富表面态和缺陷能级发光，杂原子掺杂与表面修饰可调控ECL强度及发射波长。
2.1.2 金属纳米簇
金属纳米簇(MNCs)通常为核-壳结构，具有离散电子能级；通过杂原子掺杂、合金化、配体工程、聚集诱导电化学发光(AIECL)和主客体组装可抑制非辐射弛豫并提高量子效率。
2.1.3 金属半导体量子点