2023年CAIA獎一等獎：納米發光體的電化學發光機制及其生物分析新方法研究
完成單位：南京大學
完成人：雷建平 鞠熀先 王寧寧 馮亞強
成果簡介：該項目圍繞疾病標志物的電化學發光（ECL）檢測中的關鍵科學問題，將化學測量學與分子診斷需求結合，在新型ECL納米發光體設計、發光機制及其生物分析應用研究方面取得了系列原創性成果，其重要科學發現如下：（1）設計和發展了新型ECL納米發光體及發光機制：創建金屬有機框架ECL晶態納米探針，揭示了框架內電荷轉移增強ECL的原理，構建了穩態自由基積累的增強ECL新策略，提出無外加共反應劑的ECL自增強新思路，為高靈敏ECL檢測提供了理論基礎；（2）提出了ECL信號放大策略與生物檢測新方法：利用電化學催化和雙激發態路徑建立了高靈敏的信號放大策略，構建了國際上第一支聚合物點發光體的ECL生物傳感器；設計比率ECL傳感新體系，實現了細胞和表面糖基的精確分析；（3）創建了細胞功能分子的ECL成像策略：提出疾病相關蛋白質、microRNA和生物小分子的高通量ECL成像方法；創建無外加共反應劑的ECL成像新原理，實現了單個活細胞表面功能分子的ECL成像，為疾病早期篩查和診斷提供了新范式。相關成果在IF>5刊物發表論文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，授權專利4件。被SCI他引2000余次，得到廣泛評價和應用，表明該項目成果的原創性與影響力，并引領ECL生物分析方法學的發展。
創新點及科學價值：本項目針對生命健康分析檢測相關的基礎科學問題，發展了對疾病標志物分子的高靈敏、高通量電化學發光檢測新方法。開拓了框架ECL晶態發光體的研究新領域，提出框架內電荷轉移增強ECL的新機制；研制成國際第一支高聚物量子點發光體的ECL生物傳感器，實現了細胞功能分子原位ECL成像與高靈敏定量分析，促進了ECL方法、疾病標志物測量等相關學科的發展。
社會經濟效益：本項目研發的電化學發光檢測與成像方法適用于疾病大規模篩查、早期診斷和預后監測，為人們健康提供了技術保障。這些新機制、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濟價值。并且本項目加強了分析化學與臨床醫學的交叉融合，為形成精準疾病診療的人才梯隊具有重要的推動作用。
應用前景：在本項目開發的ECL晶態發光材料和高靈敏檢測方法基礎上，依托本項目組在分析儀器研發的優勢，已研制成一套高光譜電化學發光多組分生化分析系統樣機。該ECL檢測系統具有高效、簡易和靈敏的特點，可轉化為占有一定市場的商品化儀器，具有良好的產業化前景。
