A novel electrochemiluminescent reagent of cyclometalated iridium complex-based DNA biosensor and its application in cancer cell detection.

电化学发光(ECL)生物传感器

目标DNA（target DNA，溶液）、Ramos癌细胞（Ramos cells，细胞悬液/抗凝人全血）

该传感器以Au电极为换能基底，发夹探针固定于电极表面。目标DNA进入后与发夹探针环区杂交，使茎区打开，信号探针DNA-2结合并作为引物。Klenow片段（exo-）在dNTP存在下延伸新链，切口内切酶切割含识别位点的链段，引发链置换聚合与循环放大，释放更多目标DNA并募集多个AuNPs-ECL纳米探针。AuNPs负载高效ECL标记物[(ppy)2Ir(dcbpy)]+PF6-，在电极表面产生强ECL信号，信号强度随目标DNA或癌细胞数量增加而增强。癌细胞检测中，适配体-磁珠捕获Ramos细胞后释放信使DNA，触发同一放大体系，实现近单细胞检测。

DNA检测（Scheme 2B）: LOD: 8.6 × 10^-16 M；线性范围: 2.0 × 10^-15–1.0 × 10^-12 M；ΔIECL = 4.57C + 46.88（C单位10^-15 M）；R = 0.9991。DNA循环放大（Scheme 3A）: LOD: 8.2 × 10^-17 M；线性范围: 2.0 × 10^-16–1.0 × 10^-14 M；ΔIECL = -0.07C^2 + 13.88C + 13.76（C单位10^-16 M）；R = 0.994。Ramos细胞: LOD: 6 cells；线性范围: 8–200 cells；ΔI = -0.015C^2 + 6.26C + 39.41；R = 0.989。人全血样品: 线性范围: 8–200 cells；ΔI = -0.01C^2 + 6.05C + 21.80；R = 0.991。

重现性良好：2.0×10^-14 M目标DNA的RSD为7.8%，4.0×10^-15 M目标DNA的RSD为8.5%，40个Ramos细胞的RSD为8.5%。与Ru标记相比，相同目标DNA下Ir标记ECL信号约高200倍；DNA检测LOD由3.2×10^-13 M降至8.6×10^-16 M，循环放大LOD由9.7×10^-15 M降至8.2×10^-17 M；Ramos细胞LOD由87 cells降至6 cells，提高约15倍。方法对HeLa和CEM细胞无明显响应。在6%抗凝人全血中，8–200 cells范围内R=0.991，与纯细胞一致，作者认为可用于临床样本癌细胞检测。

本文报道了一种新型环金属化铱配合物[(ppy)2Ir(dcbpy)]+PF6-作为电化学发光（ECL）标记试剂，并用于构建高灵敏度DNA生物传感器及癌细胞检测。该铱配合物具有较高ECL效率，结合金纳米颗粒（AuNPs）信号放大和半胱胺生物条形码，可显著增强ECL信号。在DNA检测中，巯基化捕获DNA自组装于金电极表面，与目标DNA杂交后由AuNPs标记的信号探针识别，ECL强度随目标DNA浓度增加而增强。进一步引入发夹探针、Klenow片段（exo-）、dNTP和切口内切酶，实现链置换聚合与循环放大，使检测灵敏度大幅提高。在癌细胞检测中，氨基修饰适配体连接羧基化磁珠捕获Ramos细胞，释放信使DNA触发循环放大，最终通过ECL信号定量。该方法对Ramos细胞具有良好特异性，并可在抗凝人全血中检测低至数个细胞，显示临床应用潜力。