前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen, PSA）是一种重要的前列腺癌的生物标志物，因此，发展可靠方法以实现对其超灵敏检测，对于前列腺癌的临床早期诊断来说具有重要意义。最近，尽管有多种分析检测方法，如安培生物传感法、光电化学免疫分析法、酶联免疫法、毛细管电泳法、表面增强拉曼散射法和荧光光谱分析法等方法已经被尝试应用于该领域，但现有的多数方法仍受限于较窄的检测范围、较低的灵敏度、选择性差或样品制备工艺复杂等问题，使得其在实际样品检测应用中仍困难重重。
近期，中科院长春应化所金永东研究员与吉林师范大学王平副教授、中科院高能物理所郑黎荣副研究员合作报道了一种基于鲁米诺包覆的Ag纳米粒子/Fe,Co双单原子催化剂复合纳米结构的电化学发光免疫传感器，成功实现了对PSA的超高灵敏检测，并将其初步尝试应用于病人血清的实际样品检测，相关成果以”Plasmon-Boosted Fe, Co Dual Single-Atom Catalysts for Ultrasensitive Luminol-Dissolved O2 Electrochemiluminescence Detection of Prostate-Specific Antigen”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上（DOI: 10.1021/acs.analchem.2c01370）。
研究的主要内容介绍：
本工作中，研究者们设计了鲁米诺包覆的Ag纳米粒子/Fe,Co双单原子催化剂复合纳米结构用于构建基于电化学发光免疫测定原理的免疫传感器。鲁米诺在Ag纳米粒子上的包覆设计使得在保证性能的同时，有效降低了鲁米诺-溶解氧电化学发光体系中鲁米诺的用量；Fe,Co双单原子催化剂由于其对溶解氧独特的活化作用，能够有效的将溶解氧转化为O2•−，从而贡献于相关体系的电化学发光；这里需要特别指出的是，经过FDTD模拟，Ag（~25nm）纳米粒子的Plasmon特性诱导的围绕在其周围的电磁场的增强，被认为对于整个体系的性能的提升起到了至关重要的作用。通过对运行参数的优化，相应传感器能够实现对PSA在1 fg/mL-1 μg/mL范围内的线性检测，且其检测限可低至0.98 fg/mL。研究者们尝试将该传感器应用于实际病人样品的检测，并取得了良好的结果。
基于鲁米诺包覆的Ag纳米粒子/Fe,Co双单原子催化剂复合纳米结构的电化学发光体系的信号增强机制；不同PSA浓度下，相应免疫传感器的检测信号变化，选择性结果以及实际病人血清样品检测结果。
（来源：Anal. Chem.）
小结：
通过设计鲁米诺包覆的Ag纳米粒子/Fe,Co双单原子催化剂复合纳米结构有效的提高鲁米诺-溶解氧电化学发光体系的性能。结果显示，Ag纳米粒子的Plamson特性对于体系性能的提升起到至关重要的作用。基于该体系制备的免疫传感器，实现了对前列腺癌生物标志物PSA的免标记超灵敏检测。该策略的开发可能有助于未来对前列腺癌临床诊断检测技术的发展。
（文章来源：分析人微信公众号）