【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于热激子有机发光分子的电化学发光(ecl)纳米探针、使用了该电化学发光纳米探针的传感器、检测方法及检测用试剂盒。
技术介绍
1、电致发光(el)是指发光材料在电场作用下，受到电流电压的激发而发光的现象，是一种直接将电能转化为光能的过程。有机电致发光是指由有机发光物质制备成的薄膜器件在电场的激发作用下发光的现象。有机电致发光器件的发光原理在于，在外界电压的驱动下，由电极注入的电子和空穴在有机物中复合而释放出能量，并将能量传递给有机发光物质的分子，使其受到激发，从基态跃迁到激发态，当受激分子从激发态回到基态时辐射跃迁而产生发光现象。激发态根据自旋多重性的差异可分为单重态(s)激子和三重态(t)激子。激发态的分子既可以处于最低能量的单重态激发态s1或三重态激发态t1，也可以处于更高的单重态激发态(s2、s3、s4、……)或三重态激发态(t2、t3、t4、……)。当处于s1激发态的分子通过辐射跃迁回到s0基态时，产生“荧光发射”。当处于t1激发态的分子通过辐射跃迁回到s0基态时，产生“磷光发射”(见图19)。
2、电化学发光(electrochemiluminescence,ecl)技术是利用电化学原理在电极表面进行电化学反应产生激发态而引发特异性发光的方法。电化学发光过程中的激发态是通过电活性物质与电极之间发生电子传递形成的中间体自由基之间发生电子转移反应产生的。
3、电化学发光体系按发光试剂可以分为金属配合物电化学发光体系和有机化合物电化学发光体系(以下有时也简称为“有机发光材料”)，例如有机
4、32+)的电化学发光检测方法成为电化学发光检测的标准方法。而上述有机发光材料属于荧光发光体系，其激子利用率仅能够达到25％。
5、从激发态方式而言，目前电化学发光领域中使用的有机发光材料主要存在两种传统的激发态方式，即局域激发态(locally-excited,le)和电荷转移激发态(charge-transfer,ct)。这两种激发态的电子空穴分布及其形成的激子束缚能特性使得局域激发态的激子利用率低而辐射跃迁速率/量子产率(φpl)高，电荷转移激发态的激子利用率高而辐射跃迁速率/量子产率低，二者不能同时兼得较高的激子利用率和较高的辐射跃迁速率/量子产率，使得其发光效率和强度无法达到理想中的最佳水平，从而限制了下游应用，例如电化学发光的效率。
6、2012年，马於光和杨兵等创新性地将反系间窜越(risc)的光物理现象运用在有机电致发光材料的设计中，成功地发展了一系列不同光色的给受体型荧光材料，通过有效的高能反系间窜越过程，使得其电致发光器件的激子利用率大幅度提升。其中，将高能三重态(tn，n≥2)与单重态(sm，m≥1)之间的转换过程称为热激子过程，基于热激子过程实现的发光机制称为热激子机理，而具有明显的热激子反系间窜越的发光材料称为热激子材料。热激子材料通常具有大的tn-t1能级差以及小的tn-sm态能级差。大的tn-t1能级差会抑制tn向t1的内转换，小的tn-sm能级差可以提升tn向sm的反系间窜越速率。因为tn向sm的系间窜越和tn向t1的内转换相互竞争，理论上，当反系间窜越速率足够高，内转换完全受到抑制，全部的高能三重态激子将转换为单重态激子，热激子材料的激子利用率可以达到100％(参见非专利文献1、图19)。由此，热激子材料通过独立的“热激子”通道实现反系间窜越(hrisc)可以增加单重态s1激子的生成比例，同时s1态激子既具有ct态的高激子利用率，又具有le态的高辐射发光性质，因此热激子材料具有杂化局域-电荷转移激发态(hybrid locally-excitedand charge-transfer，hlct)性质，能够同时具有高的激子利用率和高的量子产率。杂化局域-电荷转移激发态是指既含有局域激发态(le)的性质，又含有电荷转移(ct)激发态特性，但局域激发态和电荷转移激发态间不是简单的混合，而是进行了杂化后形成的单一激发态。
7、目前，热激子材料主要被用于半导体材料领域，例如有机电致发光二极管(oled)领域(参见非专利文献2)，其是继第一代有机发光材料(荧光材料)、第二代有机发光材料(磷光材料)、第三代有机发光材料(热激活延迟荧光，tadf)材料之后的新型的发光材料。
8、由于热激子材料优异的光学性质，因此期望其在生物检测中的应用。专利文献1中进行了将热激子材料用于荧光检测的尝试，但目前尚未有用于ecl检测领域的成功例子。
9、现有技术文献
10、专利文献
11、专利文献1：cn110981821a
12、非专利文献
13、非专利文献1：徐玉伟，热激子发光材料的高能反系间窜越过程及光电性能研究，华南理工大学博士学位论文，2020年。
14、非专利文献2：xiaojie chen,dongyu ma et al.,hybridized local andcharge-transfer excited-state fluorophores through the regulation of thedonor–acceptor torsional angle for highly efficient organic light-emittingdiodes，ccs chem.2022,4,1284–1294。
技术实现思路
1、专利技术所要解决的课题
2、众所周知，有机电致发光二极管(oled)是全固态器件，无液态成分。在有机电致发光二极管中，发光分子在外界电压作用下受到激发而从基态跃迁到激发态，当受激分子从激发态回到基态时辐射跃迁而产生发光。而电化学发光的检测环境是液态的，发光分子在电极表面发生电化学反应而产生激发态，发生辐射跃迁而发光。因此，有机电致发光二极管与电化学发光二者的发光原理和发光环境不同。当考虑将目前应用于有机电致发光二极管(oled)领域的热激子材料用作电化学发光(ecl)检测的发光分子时，首先要考虑的是可行性以及可靠性等问题。
3、本申请的专利技术人针对上述问题进行了细致深入的反复研究，结果发现，通过将热激子有机发光分子采用纳米技术制备成电化学发光纳米探针(以下有时也称为“ecl纳米探针”)，并用具有淬灭剂分子修饰的寡核苷酸链进行修饰，能够提升电化学发光的整体效能，从而实现了对目标分子的快速非扩增的高通量检测，并且具有较宽的检测范围和极高的灵敏度。
4、用于解决课题的方法
5、本专利技术提供以下的技术方案。
6、＜1＞一种电化学发光纳米探针的制备方法，其包含下述工序：
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【技术保护点】
1.一种电化学发光纳米探针的制备方法，其包含下述工序：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，
5.根据权利要求1～4中任一项所述的制备方法，其中，
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，
7.根据权利要求1～6中任一项所述的制备方法，其中，
8.根据权利要求1～7中任一项所述的制备方法，其中，
9.一种电化学发光纳米探针，其是通过权利要求1～8中任一项所述的制备方法制备的。
10.一种电化学发光传感器，其是通过将权利要求9所述的电化学发光纳米探针滴加到工作电极上而得到的。
11.根据权利要求10所述的电化学发光传感器，其中，所述工作电极为选自玻碳电极、氧化铟锡电极、丝网印刷电极中的一种。
12.根据权利要求11所述的电化学发光传感器，其中，
13.一种电化学发光检测方法，其使用了权利要求10～12中任一项所述的电化学发光传感器。
14.根
15.根据权利要求14所述的电化学发光检测方法，其中，所述样品反应溶液中，Cas酶中的Cas蛋白的浓度为40nM以上。
16.根据权利要求14或15所述的电化学发光检测方法，其中，crRNA的使用量多于Cas蛋白。
17.根据权利要求13～16中任一项所述的电化学发光检测方法，其中，所述样品反应溶液在所述电化学发光传感器上的孵育时间为30分钟以上。
18.一种电化学发光检测用试剂盒，其包含权利要求10～12中任一项所述的电化学发光传感器和含有Cas酶的检测试剂。
...【技术特征摘要】
1.一种电化学发光纳米探针的制备方法，其包含下述工序：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，
5.根据权利要求1～4中任一项所述的制备方法，其中，
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，
7.根据权利要求1～6中任一项所述的制备方法，其中，
8.根据权利要求1～7中任一项所述的制备方法，其中，
9.一种电化学发光纳米探针，其是通过权利要求1～8中任一项所述的制备方法制备的。
10.一种电化学发光传感器，其是通过将权利要求9所述的电化学发光纳米探针滴加到工作电极上而得到的。
11.根据权利要求10所述的电化学发光传感器，其中，所述工作电极为选自玻碳电极、氧化铟锡电极、丝...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴小天，许奇齐，黄昊，王超，鞠熀先，吴洁，
申请(专利权)人：佳能医疗系统株式会社，
类型：发明
国别省市：
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