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综述:辉光型化学发光研究进展:系统、策略与分析应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月29日 来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry 11.8
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这篇综述系统梳理了辉光型化学发光(Glow-type CL)领域的最新进展,重点阐述了其高亮度、长持续发光特性在生物成像(bioimaging)和高灵敏度分析中的优势。文章从经典CL系统(如酶催化/过氧草酸盐体系)出发,分类讨论了催化剂/非催化剂引发的长持续CL机制,并归纳了调控反应动力学、提升发光效率(CRET)、稳定反应体系等核心策略。应用场景涵盖体外(optical sensing、信息加密)和体内(炎症/肿瘤诊断、影像引导治疗),为这一前沿领域提供了系统参考。
Abstract
辉光型化学发光(CL)凭借高强度、长持续发光特性,在高分辨率生物成像和高灵敏度分析领域展现出独特优势。本综述系统梳理了催化剂/非催化剂引发的长持续CL系统,从反应动力学调控、发光效率提升(如CRET)、体系稳定性优化等维度归纳策略,并探讨了其在体外传感、信息加密和体内疾病诊断中的应用前景。
Introduction
化学发光(CL)通过化学反应产生电子激发态物质发光,无需外源光激发,具有抗背景干扰、高信噪比等优势。根据发光机制可分为直接CL(如luminol/H2O2体系)和间接CL(通过能量转移至荧光团)。按持续时间则分为闪光型(秒级衰减)和辉光型(小时级持续),后者在长期监测、精准传感等领域潜力显著。早期辉光型CL主要依赖酶(如碱性磷酸酶)或有机相反应,近年来通过功能材料(水凝胶、MOFs等)和新型策略(慢扩散控制、多米诺降解)实现了突破性进展。
Advances in glow-type CL system
催化剂引发体系包括酶催化(如辣根过氧化物酶-鲁米诺体系)和纳米酶催化(Fe3O4 NPs模拟酶活性);非催化剂体系则通过缓释氧化剂(如CaO2)或级联反应实现长持续发光。半导体聚合物(如PFODBT)的引入显著提升了近红外区发光效率。
Progress in glow-type CL strategy
反应动力学调控通过限制试剂扩散速率(如微球封装)延长发光;CRET策略利用能量受体(Cy7等)拓宽发射波长;体系稳定性优化则采用金属有机框架(ZIF-8)保护激发态分子。新型发光试剂如金刚烷衍生物的开发进一步推动了性能突破。
Analytical application of glow-type CL
体外应用包括微流控芯片多指标检测、防伪标签印刷;体内应用聚焦炎症相关活性氧(O2•?)动态成像和肿瘤靶向诊疗一体化。持续发光特性克服了传统CL探针的瞬时性缺陷,为活体研究提供新工具。
Conclusions and perspectives
当前挑战集中于生物相容性提升和定量标准化,未来发展方向包括智能响应型CL探针和跨学科技术融合。该领域的突破将为精准医学和即时检测(POCT)开辟新途径。
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