在科学研究和临床诊断中，免疫检测技术，特别是酶联免疫吸附试验（ELISA）因其良好的信号放大能力而被广泛应用。然而，传统的ELISA依赖于酶作为信号放大工具，但酶在细胞环境中的不稳定性和易受干扰的特性，限制了ELISA在活细胞中的应用。新兴的生物正交化学为解决该挑战提供了新思路，除了等当量无催化效果的类型，生物正交催化反应也得到发展，并且常用于细胞内酶、前药等功能分子的激活。
刘固寰教授团队开发了一种新的检测方法，称为“生物正交催化免疫吸附检测”（BCLISA），用于检测细胞膜上的抗原。该方法将聚合物基生物正交催化剂的与抗体结合，以替代传统的酶联抗体。通过对现有生物正交催化剂的催化效果进行评估，选择了铜(I)催化的叠氮-炔基环加成反应（CuAAC）作为核心反应体系，因为其稳定且能在细胞环境中高效运作。相比于普通的催化剂，聚合物基催化剂具有多个催化位点，因此在相同浓度下能够产生更高的活性。此外，CuAAC反应生成的多三唑化合物可以螯合亚铜离子（Cu(I)），从而进一步加快催化过程，因此研究团队将自催化放大引入体系，进一步提高了BCLISA的信号放大能力。如图所示，三炔丙基氨在催化剂的作用下生成7HC-TTA，它能够络合亚铜离子，增强催化能力；同时发射强荧光，用于输出检测信号。通过自催化方法，体系的检测限可以降低至约 5 nM。在体外，对于人癌胚抗原和Her2抗原，自催化结合的BCLISA方法具有比ELISA更高的信号输出和检测灵敏度。最终，这种自催化整合的BCLISA技术被成功应用于活体细胞膜上抗原的检测和成像，使得科学家能够检测到细胞上低丰度的抗原分子。与ELSIA相比，BCLISA提高了普适性，解决了酶容易受细胞环境影响的弊端。与免疫荧光相比，该方法能够放大性号，提高了检测灵敏度。BCLISA方法为低丰度抗原的检测和成像提供了一个创新的途径，未来或将推动在活细胞中的生物检测技术发展（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, anie.202417352）。
刘固寰教授团队近期的研究聚焦于序列控制高分子的合成与应用，特别是序控聚烯烃的研究。序控聚烯烃具有高的侧基密度与稳定的全碳主链，赋予其优良的性能的同时也带来了高的合成挑战，其中单倍单体插入（SUMI）技术是其中主要的合成手段。然而，报道的SUMI都是自由基驱动的过程，不利于其他聚合机理单体的使用。团队近期开发了碳阳离子推动的SUMI，使乙烯基醚等类型的单体可以用于序控聚烯烃合成（J. Am. Chem. Soc, 2023, 145, 3636）。我们进一步整合自由基与碳阳离子SUMI，使二者能够相互转化 (Nat. Commun. 2024, 14, 5071) 以及在一锅下互不干扰的进行（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202402265）。这些序控聚烯烃被用于药物和探针的高效负载。
全文链接：
https://doi.org/10.1002/anie.202417352
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