近期，重点实验室袁若教授课题组在《Chemical Engineering Journal》（IF 15）上在线发表了题为“Ultrasensitive electrochemiluminescence biosensing from Cobalt single atom embedded high crystalline g-carbon nitride nanorod”的研究论文。
研究背景
在当今社会，快速准确的疾病诊断技术对于提高医疗效率和改善患者预后至关重要。特别是在癌症等疾病的早期诊断中，微小RNA（microRNA）的检测成为了一个关键的生物标志物。然而，传统的检测方法往往灵敏度不足，难以满足临床需求。因此，开发一种新型的高灵敏度生物传感器，特别是基于电化学发光（ECL）技术的传感器，成为了当前研究的热点。
研究内容
本研究在《化学工程杂志》上发表的论文中，介绍了一种新型的电化学发光生物传感器，该传感器基于嵌入钴单原子（CoSA）的高结晶g-碳氮化物纳米棒（cry-CNN）。研究团队通过将CoSA引入cry-CNN的结构中，显著提高了材料的电化学发光强度。与传统的g-碳氮化物相比，cry-CNN由于其更高的结晶度，改变了电子在层间的传输，从而增强了ECL强度。此外，CoSA的独特电子结构和催化活性不仅加速了cry-CNN在七嗪腔中的电子转移，还促进了S2O82-产生更多的活性中间体SO4•–，使得CoSA@cry-CNN的ECL发射强度比BCN高出约23倍，比cry-CNN高出5倍。 为了进一步提高检测灵敏度，研究团队设计了一种紧凑高效的HCR-link-CHA（HLC）级联放大策略，用于构建microRNA-222的生物传感器。该传感器通过N轮HCR和CHA反应，将一定量的目标转化为带有大量淬灭剂的DNA纳米网，实现了极低的检测限，达到了40.0amol/L。
研究意义
这项研究的创新点在于结合了发光结构的调整和共反应效率的提高，不仅为探索其他新型ECL材料提供了有效策略，也为疾病的早期诊断提供了新的思路。该生物传感器的高灵敏度和低检测限，预示着其在临床诊断中的广泛应用潜力，特别是在癌症等疾病的早期检测中，有望显著提高诊断的准确性和及时性。