免疫分析用一元铜纳米团簇的表面缺陷参与和肉眼可见的电化学发光

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

提出了一种单稳定剂封端的策略，通过使用l-半胱氨酸(Cys)作为发光体的封端剂，实现了一元铜纳米团簇的高效和表面缺陷参与的电致化学发光(ECL)。Cys封端的cunc(Cys-cunc)可以用电化学方法注入价带(VB)空穴，并在使用TPrA作为共反应物时，在+0.95和+1.15 V附近表现出肉眼可触的ECL过程。累积ECL光谱和假脱机ECL光谱表明，这两个ECL过程具有相同的单波段，并且在光谱上彼此相同，具有相同的最大发射波长640 nm。令人鼓舞的是，Cys-CuNCs/TPrA体系的ECL明显红移了150 nm，达到Cys-CuNCs的光致发光，表明Cys-CuNCs的带隙设计的电致发光路线被完全阻断。Cys-CuNCs/TPrA体系的氧化还原ECL过程是一种高效的、肉眼可见的、表面缺陷参与的单色发射途径。Cys的封端剂可以使CuNCs/TPrA系统具有比其他硫醇封端剂更强的ECL，因此Cys-CuNCs被用作敏感和选择性免疫测定的ECL标记，其显示出从0.05 pg/mL到0.5 ng/mL的宽线性响应范围，并且以癌胚抗原作为分析物的检测限为0.01 pg/mL (S/N = 3)。此外，无论是荧光体Cys-CuNCs还是共轭体Ab2-CuNCs，都可以在没有任何保护剂的情况下安全地保存在水介质中，这为表面缺陷参与的金属纳米ECL的发展和临床应用提供了可能。

简介

（A）制备Cys-CuNC和Ab2-CuNC的示意图。（B）以Cys-CuNC为标签的ECL免疫传感器的制造程序

（A）Cys-CuNC的紫外线-vis吸收（a，黑线）和PL（b，红线）光谱（λex = 360 nm），（B）TEM，（C）EDS和（D）Cu 2p XPS光谱。A的插入：Cys-CuNCs在（左）环境光和（右）紫外线照下的照片。C的插入：Cys-CuNC的元素含量。

（A）LSV和（B）ECL强度电位剖面（a）裸GCE和（b）GCE|Cys-CuNCs在0.1M PB，pH7.4和（c）GCE|Cys-CuNCs在0.1M PB，pH 7.4，含有10 mM TPrA。（C）DPV剖面图（a）裸露的GCE和（b）0.1 M PB的GCE|Cys-CuNCs，pH 7.4和（c）裸露的GCE在0.1 M PB，pH 7.4，包含100 mM Cys。（D）累积的ECL光谱（a）裸GCE和（b）0.1 M PB的GCE|Cys-CuNCs，pH 7.4和（c）GCE|Cys-CuNCs在0.1 M PB，pH 7.4，包含10 mM TPrA，从0到1.6V，50 mV/s。B的插入：GCE|Cys-CuNCs的ECL移动记录照片，0.1 M PB，pH 7.4，含有10 mM TPrA。

（A）GCE|Cys-CuNCs的线轴ECL光谱为0.1 M PB，pH 7.4，包含10 mM TPrA，从0到1.60 V，为50 mV/s。（B，C）在电位扫描期间，以1秒的间隔从（B）0.70伏到1.15伏和（C）1.15至1.60伏，以50毫伏/秒获得线轴ECL光谱。

Cys-CuNCs/TPrA系统ECL发射机制示意图.

（A）ECL电位剖面和（B）GCE|Cys-CuNCs在0.1 M PB，pH 7.4中的累积ECL光谱，包含10 mM（a）TPrA，（b）DBAE，（c）TEA，（d）TEOA，（e）N2H4和（f）H2O2，从0到1.6V，50mV/s。(C) ECL电位剖面和（D）累积的ECL光谱（a）GCE|Cys-CuNCs，（b）GCE|AA-CuNCs，（c）GCE|BSA-CuNCs，（d）GCE|DP-CuNCs，（e）GCE|MPA-CuNCs，（f）GCE|TA-CuNCs，以及（g）GCE|MUA-CuNCs在0.1 M PB中，pH值7.4，在50mV/s下包含10 mM TPrA从0到1.6V。

（A）（a）GCE，（b）GCE|ABA，（c）GCE|ABA-Ab1，（d）GCE|ABA-Ab1 < CEA，以及（e）含有5 mM [Fe(CN)6]3-/4-的0.1 M KCl溶液中的GCE|ABA-Ab1 < CEA > Ab2-CuNCs。（B）（a）GCE，（b）GCE|ABA，（c）GCE|ABA-Ab1和（d）GCE|ABA-Ab1 < CEA，（e）GCE|ABA-Ab1 < CEA>Ab2-CuNCs的ECL电位剖面，0.1 M PB，pH值7.4，包含50 mV/s的10 mM TPrA。B的插入：相应的ECL光谱。含有0.5纳克/毫升CEA的样品用于制造ECL免疫传感器。（C）GCE|ABA-Ab1 < CEA > Ab2-CuNCs的ECL强度电位剖面，这些样本包含（a）0、（b）0.05、（c）0.1、（d）0.5、（e）1、（f）5、（g）10、（h）50、（i）100、（j）500和（k）1000 pg/mL CEA。（D）用于确定CEA的校准曲线。

相关成果以“Surface-Defect-Involved and Eye-Visible Electrochemiluminescence of Unary Copper Nanoclusters for Immunoassay”，发表在国际学术期刊“Analytical Chemistry”上。

文献链接：点击阅读原文

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05248

转自：“NANO学术”微信公众号

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