近日，我院材料与化学工程学院“分析检测新方法创新团队”杨芳博士在国家自然科学基金项目“空间限域加速核酸反应动力学构建高灵敏ECL双信号“off-on”磁性纳米传感器”支持下，研究工作取得重要进展，在国际知名期刊Analytical Chemistry（《分析化学》）上发表题为“Steric Engineering of Perylene Derivative Side Chains To Boost Electrochemiluminescence for High-Performance Bioanalysis”（苝衍生物侧链的立体工程增强电化学发光用于高性能生物分析）的学术论文。杨芳博士为该论文第一作者及通讯作者，我校为第一署名单位。Analytical Chemistry是中国科学院分区为一区TOP期刊、自然指数期刊，最新影响因子为6.7。
传统有机平面芳香烃发光材料由于分子间的π−π堆积，往往会导致聚集诱导猝灭效应（ACQ），进而限制其电化学发光（ECL）效率，这也成为其在生物分析领域应用的主要瓶颈。针对这一难题，本论文创新性提出了一种“空间工程”策略，通过成功抑制苝二酰亚胺-桥联β-环糊精（Pe−CD）聚集体中的ACQ效应，显著提升了其ECL性能，并实现了对痕量microRNA（miRNA）的高灵敏检测。在该研究中，通过在苝二酰亚胺分子两侧引入大体积的β-环糊精（β-CD），合成出Pe−CD分子，并进一步自组装形成稳定的超分子纳米结构。这一策略在分子设计中巧妙调控了苝发光核心之间的分子间距，从而有效抑制了非辐射弛豫过程，大幅提升了ECL效率。作为概念验证，本研究以Pe−CD聚集体为发光体，结合具有靶标富集和信号放大功能的三维DNAzyme步行器，构建了一种高灵敏ECL生物传感平台，用于检测miRNA-21。这一研究为有机平面芳香ECL发光材料的设计提供了全新思路，同时拓展了ECL技术在生物检测领域的应用边界。
