納米限域策略是一種可解決分散狀態(tài)下聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）材料的發(fā)光猝滅問題的有效方法。然而，傳統(tǒng)的合成載體大多使用了過量的金屬離子，這在生物安全性方面存在顯著缺陷。作為一種天然的血液蛋白，血紅蛋白（Hemo）具有優(yōu)異的生物相容性和生物安全性。同時(shí)它還含有Fe2+，可用作電化學(xué)發(fā)光（ECL）過程的催化劑。因此，濟(jì)南大學(xué)魏琴教授團(tuán)隊(duì)，魏琴、范大偉、馮銳作為通訊作者，提出了一種基于血紅蛋白納米限域四-(4-氨基苯)乙烯（ETTA）的新型自催化聚集誘導(dǎo)電子發(fā)光（AIECL）探針，它克服了傳統(tǒng)合成載體的高細(xì)胞毒性。相關(guān)成果以“Nanoconfinement Synergistic Self-Catalytic Coenhanced Electrochemiluminescence Sensors for Chloramphenicol Detection”為題發(fā)表在分析化學(xué)領(lǐng)域國際頂級(jí)期刊《Analytical Chemistry》上。在這項(xiàng)工作中，血紅蛋白被用作雙功能納米封裝劑，具有納米限域載體和共反應(yīng)劑促進(jìn)劑的雙重作用。其獨(dú)特的四元結(jié)構(gòu)不僅為納米限制提供了穩(wěn)定的自組裝環(huán)境，而且有效地抑制了ETTA在溶液中的自由擴(kuò)散，從而誘導(dǎo)了ETTA的AIECL。重要的是，血紅蛋白中的Fe2+可以作為自催化劑，縮短電子轉(zhuǎn)移路徑，大幅提高發(fā)光體的電化學(xué)發(fā)光性能。此外，珊瑚狀的金結(jié)構(gòu)也可以有效提高電極的導(dǎo)電性和負(fù)載能力。構(gòu)建出的傳感器可以實(shí)現(xiàn)桃花蝦和白蛤樣品中氯霉素的精準(zhǔn)檢測。這項(xiàng)工作為構(gòu)建綠色高效的生物安全探針提供了新的見解，在食品安全檢測領(lǐng)域顯示出重要的應(yīng)用潛力。
研究發(fā)現(xiàn)，Hemo不僅可以作為納米限域的載體，還可以通過自帶的Fe2+作為自催化劑直接參與氧化還原反應(yīng)。這有效縮短了電子的轉(zhuǎn)移路徑，進(jìn)一步增強(qiáng)納米限域誘導(dǎo)的AIECL效應(yīng)。
此外，通過對(duì)傳感平臺(tái)表面識(shí)別探針的數(shù)量、雜交效率和表面雜交標(biāo)準(zhǔn)自由能等參數(shù)的精確計(jì)算，珊瑚狀的金結(jié)構(gòu)可以將電極對(duì)發(fā)光體的負(fù)載能力提升至原來的1.8倍，實(shí)現(xiàn)傳感器ECL響應(yīng)的有效放大。
該傳感器對(duì)氯霉素的檢測效果（0.12 pM）符合我國針對(duì)水產(chǎn)品中氯霉素殘留的檢測標(biāo)準(zhǔn)（0.31 nM, GB31656.16-2022）。這項(xiàng)工作拓展了AIECL材料在食品安全監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用，并為基于天然生物分子的AIECL探針的開發(fā)提供了一種新的途徑。
