光学单分子检测通常是通过放大发光团的光子总发射来实现的，其也有望拓展化学发光(CL)的商业化应用。为了解决分子发光团的CL光子有限的问题，山东大学邹桂征教授设计了一种纳米晶体(NC)发光团自增强策略，即通过重复激发CL发光团来放大每个发光团的总CL光子，并通过将KMnO₄作为CL触发剂和双稳定剂封端的CdTe NCs作为CL发光团实现了CL免疫分析(CLIAs)和单分子检测。

本文要点：

（1）KMnO₄可以氧化巯基丙酸(MPA)稳定剂中的S元素，并释放足够的能量以激发CdTe核生成闪亮CL。每个CdTe内核周围的大量MPA会使得每个CdTe发光团被重复激发，并以自增强的方式释放出增强的总CL光子。

（2）实验结果表明，CdTe NCs/KMnO₄产生的CL能快速释放所有光子，并且收集到的所有光子可用于测定促甲状腺激素抗原(TSH)模型分析物，检出限为5 ag/mL (S/N = 3)，相当于20 μL样品中有约2−4个TSH分子，并且整个免疫操作过程可在6分钟内完成。综上所述，这种在一个发光团内重复破坏涉及化学键的CL反应的策略有望实现半自动和全自动单分子检测，并进一步推动CL免疫诊断的商业化应用。

Xiaoxuan Ren. et al. Enhanced Photon Emission of Chemiluminescent Luminophore for Ultra-Fast and Semi-Automatic Immunoassay toward Single Molecule Detection. Analytical Chemistry. 2023

DOI: 10.1021/acs.analchem.3c01060

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c01060