新型发光金属配位化合物纳米粒子用于电化学发光免疫分析

基于生物亲和性的生物分析技术在很大程度上得益于生物标记技术和方法的发展。近年来，采用金属配合物Ru(bpy)3作为标记化合物而发展起来的电化学发光免疫分析和核酸分析技术在商业上取得了极大的成功。在此基础上，研究工作向开发新型发光标记物和应用纳米粒子技术进行信号增强方向发展。由于目前所用的电化学发光标记物Ru(bpy)3的量子效率只有约5%，通过对钌配合物进行配体设计而进一步提高检测灵敏度的空间不大。本课题提出采用由不溶于水而溶于有机溶剂的电化学发光标记分子（联吡啶钌和环金属铱配位化合物）自身形成的纳米聚集体作为标记粒子。在双抗体夹心免疫分析法的最后一步，抗体包裹的发光纳米标记粒子通过有机溶剂溶解过程释放全部标记分子在分析体系中，从而获得极大的信号增强。基于该法对心肌梗塞的关键生物标志物心肌肌钙蛋白（cTnI）的免疫分析结果将与标准的采用Ru(bpy)3做标记物的电化学发光方法进行比较。

近年来，采用金属配合物Ru(bpy)3作为标记化合物而发展起来的电化学发光免疫分析和核酸分析技术已经在商业上取得了极大的成功，因而研究工作的重心则转向开发新型发光标记物和应用纳米粒子技术进行信号增强。本课题提出采用由不溶于水而溶于有机溶剂的电化学发光标记分子（联吡啶钌和新型环金属铱配位化合物）自身形成的纳米聚集体作为标记粒子。在双抗体夹心免疫分析法中，通过有机溶剂溶解过程释放纳米颗粒中的全部标记分子于分析体系中，从而获得极大的信号增强。课题团队依据项目研究计划，在三年执行期间内，分别进行了以下四个方面的研究工作：1）合成了含有硅酸酯交联基团的环金属铱（III）发光配合物，由此制备荧光纳米二氧化硅球实现了对免疫分析中荧光信号的放大。2）设计合成了一类新型水溶性金属铱和钌的配合物用于电化学发光免疫分析，研制了基于微磁珠检测原理的电化学发光免疫分析系统，免疫分析实验结果表明IgG的检测限可达50～200（pg/mL），检测线性范围（10-7～10-9 mol/L）。3）研究了含乙酰丙酮配体的环金属铱配合物在酸性条件下的化学稳定性，阐明了这种含乙酰丙酮配体的铱配合物在酸性环境中发生酸诱导的乙酰丙酮配体解离反应，在配位性溶剂（如乙腈）中会继而生成溶剂分子配位的新配合物的机理。4) 设计合成了一类含有磺酸钠官能团的以二苯基邻菲洛林为辅助配体的环金属铱发光配合物，利用金属铱配位化合物上的磺酸根与蛋白质中氨基通过静电吸附相结合，从而实现凝胶电泳中蛋白条带的染色，其中Ir(piq)2BPS的染色灵敏度可达0.2 ng，并且对各种蛋白的染色差异很小。本项目研究成果共发表SCI国际期刊论文4篇，申请并已获得授权国家发明专利1项。课题负责人作为导师指导两名博士研究生如期毕业。