研究内容
目前报道的聚集诱导电致发光(AIECL)通常基于发光单体的静电积分，其应用仍然受到基于静电积分的AIECL发射体的低ECL效率和较差的结构稳定性的限制。
西南大学陈时洪和王申堂开发了主客体识别介导的超分子AIECL，克服基于静电积分的AIECL的缺陷。Cucurbit[8]uril(CB[8])作为宿主识别三(2-苯基吡啶)铱(III)[Ir(ppy) 3 ]作为客体形成新的超分子复合物Ir-CB[8]。由宿主-客体识别介导的超分子AIECL为构建具有优异结构稳定性和AIECL效率的AIECL发射体提供了一种新的途径，Ir-CB[8]偶联的“风车”状DNA助行器构建了一个有前途的生物测定ECL传感系统。相关工作以“Host-Guest Recognition-Mediated Supramolecular AggregationInduced Electrochemiluminescence of Iridium(III) Complexes for Nucleic Acid Bioassay”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。
研究要点
要点1.作者利用葫芦[8]uril(CB[8])作为宿主，识别三(2-苯基吡啶)铱(III)[Ir(ppy) 3 ]作为客体，实现了宿主-客体识别介导的超分子AIECL发光体Ir-CB[8]，CB[8]不仅可以提供一个大的疏水腔来有效地负载Ir(ppy) 3 并富集共反应剂三丙胺，而且还可以利用其羰基结合的入口形成分子内氢键来稳定超分子结构，因此Ir-CB[8]显示出优异的AIECL性能。该发光体耦合了以DNA结构为中心的“风车”状DNA助行剂，构建了检测miRNA-16的传感系统，作为阿尔茨海默病的关键生物标志物。
要点2.作者将Ir-CB[8]和壳聚糖(CS)改性到玻碳电极(GCE)上以捕获AuNPs@NE-标记为S1(S1-AuNPs@NE)。由于的有效淬火效果，AuNPs@NE在Ir-CB[8]上，ECL响应从“信号开启”转变为“信号关闭”。同时，靶miRNA-16打开H1并暴露H1的结合位点，触发H2、H3、H4、H5、H6和H7的顺序组装，形成具有六个Pb 2+ 依赖性腿DNA分子的“风车”状DNA助行器。然后将得到的DNA助行器孵育到经修饰的GCE上。腿上的DNA酶切割S1，移动携带猝灭剂的DNA片段AuNPs@NE远离电极，从而恢复Ir-CB[8]的ECL发射(信号开启)并实现miRNA-16的超灵敏检测。
要点3.以CB[8]为主体，通过主客体识别介导的超分子AIECL为制备具有更强结构稳定性和优异发光效率的新型AIECL发射体提供了新的前景。Ir-CB[8]和类似“风车”的DNA助行器的集成创建了一个高度敏感的ECL分析平台。
研究图文
图1.（A）Ir-CB[8]的TEM；（B）Ir-CB[8]的HAADF以及（C）Ir、（D）C、（E）N和（F）O的相应元素；（G）（a）Ir(ppy) 3 聚集体、（b）CB[8]聚集体和（c）Ir-CB[8]的PXRD以及（H）CB[8]和（I）Ir(ppy) 3 的结构。
图2.（A）Ir-CB[8]/GCE在含有10 mM TPrA的PBS(pH 7.4)中的3D ECL光谱；（B）CB[8]聚集体/GCE、Ir(ppy) 3 聚集体/GCE和Ir-CB[8]/GCE在含有10 mM TPrA的PBS(pH 7.4)中的ECL响应；（C）（a）Ir-CB[8]/GCE在PBS(pH 7.4)中以及（b）GCE和（C）Ir-CB-[8]/GCE在具有10 mM TPrA的PBS(pH7.4)中的DPV以及（D）Ir-CB[8]的ECL机制。
图3. 核酸反应的凝胶电泳图谱(16%)。
图4.（A）（a）CS/Ir-CB[8]/GCE，（b）S1-AuNPs@NE/CS/Ir-CB[8]/GCE和（c）HT/S1-AuNPs@NE/CS/Ir-CB[8]/GCE与含有10 mM TPrA的PBS中的“风车”样DNA助行器的ECL响应；（B）（a）裸露的GCE，（b）CS/Ir-CB[8]/GCE，（c）S1-AuNPs@NE/CS/Ir-CB[8]/GCE，（d）HT/S1-AuNPs@NE/CS/Ir-CB[8]/GCE和（e）HT/S1-AuNPs@NE/CS/Ir-CB[8]/GCE在“风车”状DNA助行器孵育后，在5.0 mM K 3 Fe(CN) 6 /K 4 Fe(CN) 6 (1:1)中的EIS(插图：等效电路)；和不同浓度的S1孵育的（C）CS/Ir-CB[8]/GCE制备的S1-AuNPs@NE和（D）HT/S1-AuNPs@NE/CS/Ir-CB[8]/GCE在“风车”样DNA助行器不同孵育时间下的ECL信号的变化。
图5.（A，B）生物传感器对miRNA-16的ECL响应：（a）到（h）100 aM、500 aM、2.5 fM、10 fM、100 fM、1.0、10和100 pM；（C）ECL信号和miRNA-16浓度对数的校准图；（D）生物传感器对（a）空白样品、100 fM的（b）miRNA-21、（c）miRNA-126、（D）miRNA-155、（e）miRNA-24-3p、（f）miRNA-146a-5p和（g）10fM miRNA-16和（h）先前物种的混合物的ECL响应。
文献详情
Host-Guest Recognition-Mediated Supramolecular AggregationInduced Electrochemiluminescence of Iridium(III) Complexes for Nucleic Acid Bioassay
Jinwen Zhao, Xingrong Tan, Ying He, Ruo Yuan, Shentang Wang,* Shihong Chen*
Anal. Chem.
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c05270
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