即时检测（POCT）凭借低成本、便携、可现场检测和实时读取结果等特点，在食品安全、环境监测和临床诊断等生命与公共卫生安全领域获得广泛关注。纸基侧流免疫层析（LFIA）已成为POCT的主流技术之一，其灵敏度与所使用的生物标记探针的物理化学性质密切相关。荧光即时检测凭借高灵敏、稳定信号输出、可视化以及定量分析等优势，已逐渐成为LFIA的发展趋势。然而，其面临一个共性问题，即在紫外或蓝光的激发下，不可避免地存在背景荧光和散射光干扰，导致信噪比显著降低。因此，发展高信噪比发光探针是即时检测面临的重要挑战。

磷光作为三重态发光，发射寿命长，其独特的时间分辨特性可以完全避免上述荧光检测存在的光学干扰，因此，磷光检测具有极高的信噪比。然而，磷光易受水分子和溶解氧淬灭，难以应用于生物水相体系。中国科学院宁波材料技术与工程研究所基因诊疗材料团队在前期固态室温磷光碳纳米点设计制备（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 6216; Mater. Chem. Front., 2020, 4, 386.）以及碳基荧光微球探针与即时检测应用（Anal. Chem.,2022, 94, 11514；Food Chem., 2023, 399, 133970.）研究的基础上，进一步发现将碳纳米点共价包埋于二氧化硅基质是实现水相磷光的有效策略（Chem. Mater, 2017, 29, 4866；Prog. Chem.，2023, 35, 263；Analyst, 2024, 149, 1473.）。然而，严重的硅交联使得复合材料的尺寸形貌不可控，不能适用于抗体、核酸等生物分子标记。

近期，基于介孔硅纳米孔道限域空间效应，团队发展了硅烷原位水解共价包埋固定碳纳米点三重态的合成新策略，突破了单分散、尺寸形貌均匀、碳纳米点-介孔硅（CDs@DMSNs）水相室温磷光微球的可控制备技术。该磷光微球发射寿命长（肉眼长达8 s），发光稳定且无泄漏，表面功能基团丰富，是理想的生物标记探针。进一步，面向临床急性心肌梗死（AMI）缺乏高灵敏、准确的即时诊断方法的迫切需求，基于免疫夹心原理，团队建立了零背景可视化的磷光侧流层析新方法（Phos-LFIA）及与智能手机集成的便携式定量检测系统，该方法及系统对心肌肌钙蛋白I（cTnI）靶标的检测灵敏度比商用胶体金试纸高84.2倍，成功应用于血清中cTnI的快速（＜15 min）定量检测，临床验证结果表明Phos-LFIA具有优异的分析性能（敏感性: 95.45%，特异性: 88.9%，一致性κappa 值：0.85）。该研究不仅为急性心梗的可视化、准确与即时诊断提供了新方法，也有望为即时检测提供一种零光学背景、超高信噪比的生物标记微球探针。

    相关成果以“Zero Background Visualizing Phosphorescence Lateral Flow Immunoassay of Cardiac Troponin I for Rapid and Accurate Diagnosis of Myocardial Infarction”为题，发表在学术期刊Analytical Chemistry上（DOI: 10.1021/acs.analchem.4c06258）。宁波材料所2023级博士生宋庆炜与温州医科大学2021级联培生廖子萱（澳门大学博士在读）为共同第一作者，王宇辉副研究员、郑建萍研究员为共同通讯作者，宁波大学附属第一医院检验科梁伟主任（共同通讯作者）团队为本研究中血样标本与临床验证给予大力支持。该研究获得了国家自然科学基金面上项目（22474149）、国家重点研发计划（2022YFF1202003）、福建省-中国科学院STS计划配套项目（2023T3045）、浙江省自然科学基金（LY20B050003）、宁波市公益计划重点项目（2023S006）的资助。

cTnI磷光可视化即时检测平台的构建与临床评估

（先进诊疗材料与技术实验室  王宇辉）