beat365在线体育app科学仪器研究所（筹）惠允副研究员、罗茜研究员团队与深圳职业技术大学王陶教授成功构建了一种基于掺硼金刚石（BDD）电极和量子点纳米球（QDNs）的超敏阴极电化学发光（ECL）免疫传感器，用于C反应蛋白（CRP）的超灵敏检测。相关成果以Ultrasensitive cathodic electrochemiluminescence immunoassay for C-reactive protein enabled by boron-doped diamond electrodes and quantum dot nanospheres为题，发表于生物传感领域顶刊Biosensors and Bioelectronics（IF: 10.5）。

捕捉极微量的生物标志物浓度变化，往往意味着对疾病早期发生与微小病灶的精准识别，这不仅是精准医学的迫切需求，也是当前检测技术面临的核心挑战。以临床上常用标志物C反应蛋白（CRP）为例，血清中CRP水平可评估炎症水平和心血管疾病风险，而其高灵敏检测尤其是针对局部微环境、微量样本的检测，则在早期预警心血管疾病中具有重要价值。

在现有的免疫检测技术中，电化学发光（ECL）免疫分析凭借其信噪比高、时空可控性好和系统集成度高等优势脱颖而出。然而，常用的商品化电极如金、铂、玻碳电极存在电子转移动力学迟缓的固有缺陷，成为进一步提升检测灵敏度的瓶颈。阳极ECL免疫分析（如Ru(bpy)₃²⁺/TPrA体系）在实际临床样本检测中，易受抗坏血酸、尿酸等电活性物质的氧化干扰，也使高灵敏度、宽动态范围与强抗干扰能力这三者如同“不可能三角”较难以在同一平台上兼得。

基于此，研究团队设计采用一套“组合拳”新策略（图1）。

首先，团队摒弃了传统易受干扰的商品化电极，转而采用自制的掺硼金刚石（BDD）电极。通过热丝化学气相沉积工艺，在硅片上生长出一层致密的掺硼金刚石薄膜（图2a），并精确调控硼掺杂浓度至3000 ppm——这一最优配比在拉曼光谱、X射线衍射和电化学测试中均展现出卓越性能（图2b–e）。得益于掺硼金刚石在水相中独特的宽电位窗口、低背景电流和高稳定性，BDD电极极大促进了与共反应试剂间的电子转移，将电化学发光信号强度提升了约5倍，同时凭借阴极工作模式，屏蔽了血清中尿酸、抗坏血酸等物质的氧化干扰。

其次，团队引入了量子点纳米球作为发光标签——每颗直径约120纳米的纳米球内密集封装了大量CdSe@ZnS量子点，结合磁珠富集技术，将血清中稀少的CRP靶蛋白精准捕获并高效富集至电极表面，随即在BDD电极触发的阴极电化学发光反应中释放出强烈光信号（图3）：BDD电极在阴极电位下同时将过硫酸根（S₂O₈²⁻）还原为强氧化性硫酸根自由基（SO₄⁻•）、将量子点纳米球（QDN）还原为带电自由基（QDN⁻•），二者反应使量子点跃迁至激发态，随后弛豫发光，产生电化学发光信号。

最终，这款传感器在真实人血清样本中表现卓越，检测范围横跨8个数量级（350 fg/mL至35 μg/mL），既能捕捉健康人体内的微量水平，也能覆盖重症患者的高浓度情况。其检测性能更远超临床金标准化学发光法（图4），同时具备优异的选择性、稳定性与重现性。该工作不仅深入揭示了BDD增强阴极电化学发光的物理化学机制，更为临床疾病标志物的精准定量提供了高性能通用平台。未来，随着集成BDD电极的微流控芯片进一步小型化自动化，有望从一滴血中捕捉到极微量的早期炎症波动，为超早期诊断和干预争取宝贵的黄金时间。

深圳先进院科仪所罗茜研究员、惠允副研究员、深圳职业技术大学王陶教授为论文通讯作者，深圳先进院为第一单位。研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科技计划等项目支持。

图1 基于QDNs/K₂S₂O₈/BDD体系的CRP电化学发光免疫传感器示意图

图2 不同掺硼量BDD电极性能表征

图3 ECL过程中的电子转移机制

图4商用化学发光（CL）方法原理示意图及与本ECL方法对比

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