组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
牛血清白蛋白（BSA）、人血清白蛋白（HSA）；样品基质：D2O tris-HCl缓冲液（pH 6.8）
检测原理
该体系以Tb(III)为荧光受体，儿茶素（C）为配体/能量供体。Tb(III)与C配位后，C的ππ*激发态可通过Dexter交换机制向Tb(III) 5D4态转移能量；加入BSA/HSA后，蛋白与C结合，使Tb-C相互作用增强，并将Tb(III)微环境从O-H/O-D振子中屏蔽，降低非辐射振动猝灭。在D2O中，蛋白Trp残基最低ππ*三重态与C的T1能级均与Tb(III) 5D4态匹配，形成双供体协同天线效应，进一步延长Tb(III)寿命并增强547 nm（5D4→7F5）发射。被测蛋白浓度越高，结合/屏蔽/协同ET越强，Tb(III)荧光峰面积越大，从而实现荧光检测。
检测灵敏度
LOD: HSA 10 × 10−9 mol L−1 (670 ng/mL)；LOD: BSA 6 × 10−9 mol L−1 (398 ng/mL)；相关系数 ≥ 0.98
效应效果
在D2O缓冲液中，BSA三元体系使Tb(III) 547 nm发射增强比达90.1，HSA为70.0；相应寿命分别为1069 μs和1019 μs，配位水数由二元体系的约6.9–7.1降至3.5–3.9。相对BSA+Tb二元体系，三元体系ET效率比在D2O中为7.3，修正屏蔽后为3.2；儿茶素-Tb结合常数为6.2×10^4 M−1（(+)-C）和6.0×10^4 M−1（(−)-C）。分析检测中，BSA LOD为6×10−9 mol L−1（398 ng/mL），HSA为10×10−9 mol L−1（670 ng/mL），回归系数≥0.98。原文未报告选择性、稳定性、RSD、回收率或与ELISA/HPLC/qPCR的对比，作者主张该简单儿茶素-Tb(III) D2O体系可用于白蛋白荧光生物传感。
传感器的构成
- 基底/换能器：溶液相Tb(III)荧光换能中心，Tb(NO3)3提供5D4→7F5/7F4发射，无固定电极
- 能量供体/配体层：(+)-或(-)-儿茶素（catechin, C），与Tb(III)配位，提供T1能量转移并屏蔽O-H
- 识别/结合元件：血清白蛋白（BSA/HSA），其Trp134/Trp214残基与儿茶素结合位点参与协同能量转移
- 介质/缓冲层：D2O tris-HCl缓冲液（pH 6.8），降低O-D振动猝灭并维持蛋白天然结构
- 读出层：荧光光度计（F-7000/QM-30），监测547 nm Tb(III)发射强度与寿命
中文摘要
本文报道了由蛋白、儿茶素（(+)-或(-)-表型）和Tb(III)在生理pH 6.8水相缓冲液中组成的三元体系，可表现出高效“天线效应”。通过稳态与时间分辨发射研究蛋白-Tb(III)、儿茶素-Tb(III)二元复合物及三元体系，并结合分子对接，发现高效敏化主要源于Tb(III)微环境被有效屏蔽，减少O-H振子引起的振动耦合猝灭，同时三元体系中Tb-C(+/-)相互作用增强。在D2O介质中，蛋白介导的高效天线效应来自蛋白色氨酸残基最低ππ*三重态与儿茶素最低ππ*三重态向Tb(III) 5D4态的协同能量转移，并伴随Tb(III)环境免受基质振动猝灭。作者进一步提出，由(+)-或(-)-儿茶素与Tb(III)在pH 6.8 D2O缓冲液中形成的简单体系，可作为检测血清白蛋白的有用荧光生物传感器。
英文摘要
A ternary system consisting of a protein, catechin (either + or - epimer), and Tb(III) in suitable aqueous buffer medium at physiological pH (= 6.8) has been shown to exhibit highly efficient "antenna effect". Steady state and time-resolved emission studies of each component in the binary complexes (protein with Tb(III) and (+)- or (-)-catechin with Tb(III)) and the ternary systems along with the molecular docking studies reveal that the efficient sensitization could be ascribed to the effective shielding of microenvironment of Tb(III) from O-H oscillator and increased Tb-C (+/-) interaction in the ternary systems in aqueous medium. The ternary system exhibits protein-mediated efficient antenna effect in D(2)O medium due to synergistic ET from both the lowest ππ* triplet state of Trp residue in protein and that of catechin apart from protection of the Tb(III) environment from matrix vibration. The simple system consisting of (+)- or (-)-catechin and Tb(III) in D(2)O buffer at pH 6.8 has been prescribed to be a useful biosensor.