獲獎項目簡介
2023年CAIA獎一等獎：納米發(fā)光體的電化學(xué)發(fā)光機(jī)制及其生物分析新方法研究
完成單位：南京大學(xué)
完成人：雷建平 鞠熀先 王寧寧 馮亞強(qiáng)
成果簡介：該項目圍繞疾病標(biāo)志物的電化學(xué)發(fā)光（ECL）檢測中的關(guān)鍵科學(xué)問題，將化學(xué)測量學(xué)與分子診斷需求結(jié)合，在新型ECL納米發(fā)光體設(shè)計、發(fā)光機(jī)制及其生物分析應(yīng)用研究方面取得了系列原創(chuàng)性成果，其重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)如下：（1）設(shè)計和發(fā)展了新型ECL納米發(fā)光體及發(fā)光機(jī)制：創(chuàng)建金屬有機(jī)框架ECL晶態(tài)納米探針，揭示了框架內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移增強(qiáng)ECL的原理，構(gòu)建了穩(wěn)態(tài)自由基積累的增強(qiáng)ECL新策略，提出無外加共反應(yīng)劑的ECL自增強(qiáng)新思路，為高靈敏ECL檢測提供了理論基礎(chǔ)；（2）提出了ECL信號放大策略與生物檢測新方法：利用電化學(xué)催化和雙激發(fā)態(tài)路徑建立了高靈敏的信號放大策略，構(gòu)建了國際上第一支聚合物點發(fā)光體的ECL生物傳感器；設(shè)計比率ECL傳感新體系，實現(xiàn)了細(xì)胞和表面糖基的精確分析；（3）創(chuàng)建了細(xì)胞功能分子的ECL成像策略：提出疾病相關(guān)蛋白質(zhì)、microRNA和生物小分子的高通量ECL成像方法；創(chuàng)建無外加共反應(yīng)劑的ECL成像新原理，實現(xiàn)了單個活細(xì)胞表面功能分子的ECL成像，為疾病早期篩查和診斷提供了新范式。相關(guān)成果在IF>5刊物發(fā)表論文39篇，包括Nat. Commun. 2篇，Angew. Chem. 3篇，JACS、Acc. Chem. Res.、Chem. Soc. Rev. 各1篇，Anal. Chem. 12篇等，授權(quán)專利4件。被SCI他引2000余次，得到廣泛評價和應(yīng)用，表明該項目成果的原創(chuàng)性與影響力，并引領(lǐng)ECL生物分析方法學(xué)的發(fā)展。
創(chuàng)新點及科學(xué)價值：本項目針對生命健康分析檢測相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)問題，發(fā)展了對疾病標(biāo)志物分子的高靈敏、高通量電化學(xué)發(fā)光檢測新方法。開拓了框架ECL晶態(tài)發(fā)光體的研究新領(lǐng)域，提出框架內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移增強(qiáng)ECL的新機(jī)制；研制成國際第一支高聚物量子點發(fā)光體的ECL生物傳感器，實現(xiàn)了細(xì)胞功能分子原位ECL成像與高靈敏定量分析，促進(jìn)了ECL方法、疾病標(biāo)志物測量等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。
社會經(jīng)濟(jì)效益：本項目研發(fā)的電化學(xué)發(fā)光檢測與成像方法適用于疾病大規(guī)模篩查、早期診斷和預(yù)后監(jiān)測，為人們健康提供了技術(shù)保障。這些新機(jī)制、新策略和新方法對疾病的快速篩選和診治具有重要的社會和經(jīng)濟(jì)價值。并且本項目加強(qiáng)了分析化學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的交叉融合，為形成精準(zhǔn)疾病診療的人才梯隊具有重要的推動作用。
應(yīng)用前景：在本項目開發(fā)的ECL晶態(tài)發(fā)光材料和高靈敏檢測方法基礎(chǔ)上，依托本項目組在分析儀器研發(fā)的優(yōu)勢，已研制成一套高光譜電化學(xué)發(fā)光多組分生化分析系統(tǒng)樣機(jī)。該ECL檢測系統(tǒng)具有高效、簡易和靈敏的特點，可轉(zhuǎn)化為占有一定市場的商品化儀器，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。
