超亮近红外纳米粒子，开启复杂样品诊断新时代

在临床诊断、现场检测等领域，复杂样品中目标物的快速、灵敏检测至关重要。侧流免疫分析（LFIA）因便携、操作简单、分析时间短和成本低而备受关注。然而，复杂样品中的强吸收、高自发荧光以及离心纯化困难等因素，严重影响了传统LFIA的检测灵敏度和准确性。近红外（NIR）荧光材料因其在700-1700 nm波长范围内能有效减少光吸收、自发荧光和光子散射而被广泛应用于荧光生物传感和成像。目前，AIEgen基荧光纳米粒子因其高亮度、优异的光稳定性等优势成为研究热点，但受限于较低的量子产率（<10%），限制了其应用范围。

研究内容

图1. 表征PS@AIE830NPs。

纳米粒子的合成与表征：通过透射电子显微镜（SEM）观察到PS@AIE830NPs具有高均匀性和单分散性。此外，PS@AIE830NPs在不同条件下的荧光强度和粒径变化较小，表现出良好的稳定性。

图2. PS@AIE830NPs的光物理性质表征。

以苯并双噻唑为受体、甲氧基-TPE为给体合成了近红外发射的AIEgen（AIE830）。利用聚苯乙烯（PS）纳米粒子作为载体，通过有机溶剂膨胀法将AIE830封装其中，制备出水性的NIR-AIE荧光纳米粒子（PS@AIE830NPs）。其量子产率达到14.76%，显著优于聚合物嵌入法和基于靛青绿（ICG）的NIR纳米粒子。

图3. 复杂样品的吸收和荧光光谱，以及复杂样品中绿色、黄色和红色发射量子点和PS@AIE830NPs的荧光强度的比较。

抗干扰能力验证：选取酱油、关节液和溶血样品作为复杂样品，以绿色、黄色和红色发射的CdTe量子点作为对比参考，验证PS@AIE830NPs对复杂样品中吸收、自发荧光和光散射的抵抗能力。

图4. 复合样品及荧光探针在NC膜上的综合荧光成像及强度分析。

复杂样品对可见光区域量子点的荧光强度影响显著，而对PS@AIE830NPs的近红外发射几乎无影响，证明了其能有效消除复杂样品的干扰。

图5. PS@AIE830NPs@aAb/hab基试纸的分析性能

图6. PS@AIE830NPs@ cab型CRP检测试纸的分析性能。

实际应用：将PS@AIE830NPs作为信号探针，用于检测酱油中的黄曲霉毒素B1（AFB1）、关节液中的金黄色葡萄球菌α溶血素（Hla）和溶血样品中的C反应蛋白（CRP）。通过优化免疫反应时间和探针浓度等条件，实现了对这些目标物的灵敏检测，检测限分别为0.01ngmL⁻¹、0.02µgmL⁻¹和0.156mgL⁻¹，线性范围覆盖了实际检测需求。通过对实际样品的检测，验证了该平台的准确性和实用性。例如，在检测51份临床关节液样品时，能正确区分金黄色葡萄球菌阴性和阳性样品，灵敏度达100%；对68份临床溶血样品中CRP的检测结果与商业化学发光免疫分析（CLIA）试剂盒高度相关（R²=0.9776）。

本研究成功设计了一种基于超亮近红外 AIEgen 纳米粒子的诊断平台，利用 PS@AIE830NPs的近红外发射和便携式读取器的滤光效果，显著消除了复杂样品的干扰，提高了检测的灵敏度和准确性。该平台对小分子和蛋白质的检测限低至10 pg mL⁻¹和20 ng mL⁻¹，与相应的金标准分析方法相当，可用于复杂样品的精确诊断和大规模现场快速检测。

原文链接：https://doi.org/10.1002/agt2.551