基于可控/“活性”自由基聚合的生物傳感分析

胡瓊，甘世宇，包宇，韓冬雪，牛利

（廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，分析科學(xué)技術(shù)研究中心，廣東廣州510006）

蛋白質(zhì)和核酸等生物分子的簡便、快速、低成本、高靈敏和高選擇性檢測[1]一直是生物傳感和生物分析等領(lǐng)域的一個重要研究熱點，在環(huán)境監(jiān)測[2]、生化戰(zhàn)劑偵檢[3]、食品安全[4]、發(fā)酵工業(yè)[5]、生物醫(yī)學(xué)研究[6]以及臨床診斷[7]等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。為滿足實際樣品中低濃度生物分子的檢測需求，迄今為止，研究人員已經(jīng)探索建立了一系列信號放大策略，使得檢測靈敏度獲得了極大的提高。其中，基于可控/“活性”自由基聚合（controlled/“l(fā)iving”radical polymerization，CLRP）技術(shù)的信號放大策略，由于具有操作簡便、成本低廉和高效等優(yōu)良特性，在生物分子的高靈敏檢測中具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。

1 生物傳感器的概念及特點

生物傳感器（biosensor）是將生物活性材料（如核酸等）、生物衍生材料（如適配體等）或仿生材料（如印記聚合物等）作為固定化分子識別元件與適當(dāng)?shù)膫鞲形⑾到y(tǒng)［如場效應(yīng)管（FET）等］或理化換能部件集成的對靶物質(zhì)敏感并能將其濃度信號轉(zhuǎn)換為熱學(xué)、壓電、電、磁、光學(xué)或微觀機械等可檢測信號的分析工具或平臺（圖1）。具有檢測成本低廉、響應(yīng)快速、設(shè)備簡單、靈敏度高、選擇性好、操作簡便等優(yōu)良特性，在惡性腫瘤等重大疾病的早期診斷、食品安全和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用[8]。

2 傳統(tǒng)信號放大策略

在疾病的早期診斷等領(lǐng)域的實際樣品中，靶生物分子的含量可能處于極低的水平（臨床相關(guān)小分子、蛋白質(zhì)和核酸的質(zhì)量濃度參考范圍見文獻[9]）。以循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）為例，其在人血漿中的含量僅為1810～12639拷貝/mL[10]。為實現(xiàn)生物分子的高靈敏檢測，傳統(tǒng)策略通常是借助于使用催化反應(yīng)或標(biāo)記納米材料來對檢測信號進行放大。

圖1 生物傳感器的組成與應(yīng)用

圖2 基于天然酶[14]、仿生催化[20]、電催化[21]和納米材料[24]的信號放大策略

基于催化反應(yīng)的信號放大策略可分為使用天然酶［如堿性磷酸酶（ALP）[11]、辣根過氧化物酶（HRP）[12]、核酸外切酶Ⅲ（ExoⅢ）[13]、切刻內(nèi)切酶[14]等］、仿生催化劑[15]以及具有電催化活性的納米材料[16]三類。其中，天然酶由于具有選擇性好、催化效率高以及反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點，在生物分子的高靈敏檢測中獲得了廣泛的應(yīng)用[17-18]。例如，Xue等[14]借助于切刻內(nèi)切酶輔助的目標(biāo)循環(huán)引發(fā)的熒光信號放大作用，實現(xiàn)了凝血酶濃度的高靈敏熒光分析，檢測下限為100pmol/L［圖2(a)］。不過，利用天然酶來進行信號放大，存在檢測成本高昂、穩(wěn)定性差（酶易變性失活）以及標(biāo)記過程復(fù)雜等不足。為克服上述缺陷，近年來，金屬卟啉等仿生催化劑[19]以及各種具有電催化活性的納米材料[16]由于具有廉價易得（可化學(xué)合成）、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及標(biāo)記過程簡單等優(yōu)勢，已被大量用作天然酶的替代物來對檢測信號進行放大。例如，Ling等[20]報道了一種發(fā)卡型電化學(xué)生物傳感器，對單鏈DNA（ssDNA）濃度進行高靈敏檢測，檢測下限為0.48fmol/L［圖2(b)］。在該方法中，研究人員首先將發(fā)卡ssDNA片段固定在玻碳電極（GCE）表面作為捕獲探針，其與靶ssDNA的雜交反應(yīng)引起發(fā)卡環(huán)發(fā)生構(gòu)像變化形成鏈霉親和素（SA）的適配體，接著將表面修飾有SA的鐵卟啉基金屬有機框架（FeTCPP@MOF-SA）引入到電極表面，借助于FeTCPP對鄰苯二胺的仿生催化作用，使得檢測靈敏度獲得了顯著提高。Zheng等[21]將核酸適配體分子通過金-硫鍵自組裝的方式固定在沉積有金納米粒子（AuNPs）的GCE表面，待適配體與循環(huán)腫瘤細胞（CTCs）發(fā)生特異性識別后，進一步將表面修飾有適配體分子的Fe3O4@Ag-Pd雜合納米粒子引入到電極表面，借助于雜合納米粒子對硫堇分子的電催化活性，實現(xiàn)了CTCs的高靈敏電化學(xué)檢測［圖2(c)］。不過，與天然酶相比，仿生催化劑和納米材料尚存在催化效率低、選擇性差等缺陷[22]。

基于納米材料的信號放大策略，主要是通過將納米材料引入到檢測體系中，由于它們具有較大的比表面積，可以負載大量的信號探針，從而有效地提高檢測靈敏度[23]。例如，Wang等[24]借助于AuNPs的信號放大作用，實現(xiàn)了蛋白激酶A（PKA）活性的高靈敏電化學(xué)檢測，檢測下限為30mU/mL［圖2(d)］。在該方法中，研究人員首先將底物肽通過自組裝的方式固定在金電極表面，待PKA將底物肽在特定位點進行磷酸化而引入磷酸基團后，通過Zr(Ⅳ)的配位鍵合作用將表面修飾有大量ssDNA片段的AuNPs引入到電極表面，并進一步借助于DNA雜交反應(yīng)在電極表面形成由ssDNA片段功能化的AuNPs所組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得大量的電活性[Ru(NH3)6]3+探針能通過靜電相互作用的方式被富集到電極表面，從而實現(xiàn)對PKA活性的高靈敏檢測?；诩{米材料的信號放大策略，盡管能有效地提高生物傳感器的檢測靈敏度，但是納米材料的合成及其表面功能化的過程存在操作復(fù)雜等不足。

3 基于聚合物的信號放大策略

近年來，為提高生物傳感器的檢測靈敏度，已有多種基于聚合物的信號放大策略被報道[25-26]。聚合物鏈一般由成千上萬個單體構(gòu)成，通過使用聚合物，因而可以在傳感器表面引入大量的信號探針［如二茂鐵（Fc）等］或者大量可用于修飾信號探針的官能團（如氨基、羧基、醛基等），從而實現(xiàn)對檢測信號進行放大的目的?；诰酆衔锏男盘柗糯蟛呗灾饕ㄖ苯臃ê烷g接法兩種途徑。直接法是指直接使用現(xiàn)成的聚合物來對檢測信號進行放大。例如，Gibbs等[25]將作為捕獲探針的ssDNA片段通過自組裝的方式固定在金電極表面，待其與靶ssDNA雜交后，將一端偶聯(lián)有多條ssDNA片段另一端修飾有大量Fc探針的共聚合物通過“夾心型”雜交反應(yīng)的方式標(biāo)記到電極表面，用于對靶ssDNA濃度進行高靈敏電化學(xué)檢測，檢測下限為0.1nmol/L。Hu等[26]以骨架呈電中性的肽核酸（PNA）分子作為固定化捕獲探針，待其與靶ssDNA雜交后，通過Zr(Ⅳ)的配位鍵合作用將多聚半乳糖醛酸（PGUA）分子修飾到被捕獲的ssDNA上，然后用NaIO4將PGUA分子骨架里的鄰位羥基氧化成醛基，生成的醛基進一步將Ag+還原成銀納米粒子（AgNPs）并原位沉積在電極表面，通過對沉積的AgNPs進行溶出分析，實現(xiàn)了ssDNA濃度的高靈敏電化學(xué)檢測，檢測下限低至2.5amol/L［圖3(a)］。此外，水溶性共軛聚合物由于具有顯著的熒光信號放大作用，在生物分子的高靈敏檢測中也獲得了大量的應(yīng)用[27-28]。例如，Ho等[27]直接以陽離子聚噻吩作為傳感元件，借助于陽離子聚噻吩與ssDNA或雙鏈DNA（dsDNA）片段發(fā)生靜電結(jié)合時會具有不同的構(gòu)象且聚噻吩/dsDNA復(fù)合物與鄰近的偶聯(lián)在ssDNA探針末端上的熒光團之間存在高效、快速的能量轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，實現(xiàn)了核酸的高靈敏檢測，檢測下限低至3.0zmol/L。直接使用現(xiàn)成的聚合物來對檢測信號進行放大，具有操作簡便等優(yōu)勢。不過，在非均相檢測體系中（如電極等固體基底表面），由于聚合物鏈從溶液中擴散到特定結(jié)合位點并與之結(jié)合的過程需要經(jīng)歷構(gòu)象變化并克服位阻障礙，使得標(biāo)記過程存在效率低下以及負載量低等問題[29]。

為克服上述缺陷，可以通過原位從頭合成聚合物的途徑來進行信號放大，即間接法。在聚合過程中，大量單體分子聚集形成長鏈聚合物，聚合物的側(cè)鏈可以包含大量的信號探針或者大量可供后續(xù)修飾信號探針的官能團，從而顯著提高信號探針的負載量，實現(xiàn)對生物分子的高靈敏檢測。例如，以脫氧核糖核苷酸（A、T、G、C）為單體，借助于滾環(huán)擴增（RCA）[30]或末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶［TdT，如圖3(b)所示］[31]原位延伸獲得較長的ssDNA片段，然后通過靜電相互作用等方式引入大量的信號探針（如[Ru(NH3)6]3+等），即可實現(xiàn)對核酸等生物分子的高靈敏檢測；不過，延伸反應(yīng)需要在酶（如phi29 DNA聚合酶或TdT等）的催化下才能進行，導(dǎo)致存在成本高昂等問題。類似地，直接以發(fā)卡ssDNA片段作為單體，借助于雜交鏈反應(yīng)（HCR）[32]或雙核酸催化組裝技術(shù)（CHA）[33]，也可以原位延伸獲得較長的dsDNA片段，并進一步通過靜電相互作用等方式引入大量的[Ru(NH3)6]3+等探針，從而實現(xiàn)對生物分子的高靈敏檢測；然而，以發(fā)卡ssDNA片段作為單體，存在成本高昂和雜交反應(yīng)效率低下等問題。

4 可控/“活性”自由基聚合技術(shù)概述

圖3 基于直接使用現(xiàn)成聚合物[26]和原位形成聚合物[31]的信號放大策略

自由基聚合（又稱游離基聚合，RP）指由自由基引發(fā)，使鏈增長自由基持續(xù)增長的聚合反應(yīng)，包含鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移4種基元反應(yīng)。在傳統(tǒng)RP體系中，由于自由基濃度較高，容易發(fā)生自由基-自由基終止反應(yīng)，導(dǎo)致聚合反應(yīng)不可控，使得聚合產(chǎn)物存在分子量分布寬以及結(jié)構(gòu)難以控制等缺陷?？煽?“活性”自由基聚合（CLRP）是通過在聚合反應(yīng)體系中加入特定組分，其能與鏈增長自由基（活性種）進行可逆的鏈轉(zhuǎn)移或鏈終止反應(yīng)，使活性種失活轉(zhuǎn)變成無增長活性的休眠種，該休眠種又可重新分裂成活性種，從而建立活性種與休眠種的快速動態(tài)平衡，使得體系中的自由基濃度保持在很低的水平（約10nmol/L），從而抑制自由基-自由基終止反應(yīng)，達到可控/“活性”的目的[34]。主要的CLRP技術(shù)包括穩(wěn)定自由基聚合（stable free radical polymerization，SFRP）、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（atom transfer radical polymerization，ATRP）以及可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移（reversible addition-fragmentation chain transfer，RAFT）聚合等。

SFRP是通過在聚合體系中加入TEMPO（2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基）或Co(Ⅱ)等穩(wěn)定自由基來達到可控/“活性”的目的[35]。TEMPO屬于穩(wěn)定的有機自由基，基于TEMPO的SFRP體系具有工藝簡單等優(yōu)點。不過，TEMPO價格昂貴、合成困難；此外，該體系只適用于苯乙烯及其衍生物的聚合，且存在聚合速率低以及需要在高溫（110～140℃）下進行等缺陷[36]。·Co(Ⅱ)屬于穩(wěn)定的有機金屬自由基，主要用于丙烯酸酯的聚合，合成的聚合物存在分子量低、分子量分布較寬等不足[36]。

ATRP是由卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)的Matyjaszewski課題組[37]在1995年首次提出的一種CLRP技術(shù)，通過基于內(nèi)層電子轉(zhuǎn)移（ISET）的協(xié)調(diào)原子轉(zhuǎn)移機制進行[38]。ATRP以有機鹵化物為引發(fā)劑，在過渡金屬（如CuI/CuII）絡(luò)合物的作用下實現(xiàn)鹵原子（如Br等）在活性種和休眠種之間的可逆轉(zhuǎn)移，以保持自由基濃度在很低的水平，從而使得聚合反應(yīng)得到有效的控制[37]。根據(jù)引發(fā)方式的不同，可分為常規(guī)ATRP、反向ATRP、電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生活化劑ATRP（AGET ATRP）、電子轉(zhuǎn)移再生活化劑ATRP（ARGET ATRP）、引發(fā)劑連續(xù)再生活化劑ATRP（ICAR ATRP）、補充活化劑和還原劑ATRP（SARA ATRP）、電化學(xué)調(diào)控ATRP（eATRP）、光誘導(dǎo)ATRP（photoATRP）等多種類型[39]。由于具有適用單體范圍寬［如（甲基）丙烯酸酯、丙烯腈、苯乙烯、（甲基）丙烯酰胺等］、聚合產(chǎn)物分子量分布窄、反應(yīng)條件溫和以及分子設(shè)計能力強等優(yōu)良特性[39]，ATRP已經(jīng)在材料合成[40]和表面功能化[41]等領(lǐng)域獲得了大量的應(yīng)用。不過，由于ATRP反應(yīng)過程中需要使用過渡金屬（如CuI/CuII）絡(luò)合物作為活化劑和鈍化劑，因而存在過渡金屬殘留等問題。

RAFT聚合是1998年由澳大利亞的CSIRO團隊報道了一種CLRP技術(shù)[42]。不同于ATRP，RAFT聚合是在反應(yīng)體系中加入硫代羰基硫化物（如黃原酸鹽、二硫代苯甲酸酯、三硫代碳酸酯等）作為鏈轉(zhuǎn)移劑（CTAs，也叫RAFT試劑），通過加入的CTAs與初級自由基（由引發(fā)自由基與單體反應(yīng)生成）發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移生成增殖自由基，隨后建立增殖自由基與CTAs之間的可逆加成-斷裂平衡，實現(xiàn)控制聚合體系中增長自由基的濃度，達到可控/“活性”的目的[42-44]。CTAs的一般結(jié)構(gòu)為S＝C(Z)S－R。其中，R為自由基離去基團，能夠重新引發(fā)自由基聚合；Z基團則控制著C＝S的反應(yīng)活性，對自由基的加成和斷裂反應(yīng)速率具有很大的影響。RAFT聚合除具有ATRP等CLRP技術(shù)的一般特征（如聚合產(chǎn)物的分子量可控等）之外，還具有：①適用單體范圍廣［除（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酰胺和丙烯腈等單體外，丙烯酸等酸、堿性單體或質(zhì)子性單體均可聚合］；②對于工業(yè)生產(chǎn)而言反應(yīng)條件溫和；③可用于溶液、本體、懸浮、乳液等不同聚合體系；④可以借助于活性末端引入特定功能基團，并可合成嵌段、星型等具有精細拓撲結(jié)構(gòu)的聚合物等優(yōu)良特性[43-44]。尤其重要的是，RAFT聚合不需要使用過渡金屬絡(luò)合物作為活化劑和鈍化劑，因而具有較好的生物相容性，而且不會存在過渡金屬殘留等問題。不過，由于存在自由基-自由基終止等不可逆終止反應(yīng)，在RAFT聚合過程中需要連續(xù)補充引發(fā)自由基，其在與單體反應(yīng)生成初級自由基而引發(fā)自由基聚合的同時也會引起鏈終止反應(yīng)。此外，硫代羰基硫化物的制備過程比較復(fù)雜，其存在可能使聚合物帶有一定的氣味和顏色。

5 基于CLRP的信號放大策略及生物傳感應(yīng)用

為克服傳統(tǒng)信號放大策略所存在的成本高昂和操作復(fù)雜等不足，研究人員提出將ATRP和RAFT聚合等CLRP技術(shù)作為一類新型信號放大策略，以烯類小分子為單體，通過原位從頭合成聚合物，來對生物分子進行高靈敏檢測[36,45-47]。

5.1 基于ATRP的高靈敏生物傳感

近年來，基于ATRP的信號放大策略，在蛋白質(zhì)和核酸等生物分子的高靈敏檢測中已經(jīng)獲得了一定的應(yīng)用[36,45]。例如，Lou等[48]以ssDNA片段作為捕獲探針，待其與靶ssDNA雜交后，將末端修飾有ATRP引發(fā)劑的ssDNA片段通過“夾心型”雜交反應(yīng)引入到基底表面，以甲基丙烯酸羥乙基酯（HEMA）作為單體，在基底表面原位從頭合成聚合物，通過觀察基底透光性的改變，對靶ssDNA濃度進行可視化檢測，檢測下限為1.0nmol/L。類似地，Qian等[49]和Xu等[50]借助于AGET ATRP的信號放大作用，通過觀察基底表面原位形成的聚合物斑點，分別實現(xiàn)了對卵清蛋白和免疫球蛋白G（IgG）的高靈敏可視化檢測。在沒有任何檢測設(shè)備協(xié)助的情況下，含量極低的靶生物分子（如飛摩爾量級別的靶ssDNA[48]或皮摩爾量級別的卵清蛋白[49]）仍可被清晰辨別；因此，基于ATRP的可視化檢測方法具有操作簡便、成本低廉等優(yōu)良特性，具有很好的實用性。Wu等[51]借助于AGET ATRP的信號放大作用，構(gòu)建了一種電致化學(xué)發(fā)光（ECL）免疫傳感器，實現(xiàn)了對癌胚抗原（CEA）濃度的高靈敏檢測，檢測下限低至0.5pg/mL。Hu等以PNA作為捕獲探針，以甲基丙烯酸二茂鐵基甲酯（FcMMA）作為單體，借助于eATRP的信號放大作用，對ssDNA[52]和dsDNA濃度[53]進行高靈敏電化學(xué)檢測，檢測下限分別為0.072fmol/L和0.47fmol/L。此外，Hu等[54]將底物肽通過自組裝的方式固定在金電極表面，待PKA將底物肽在特定位點進行磷酸化而引入磷酸基團后，通過Zr(Ⅳ)的配位鍵合作用將溴苯乙酸（BPAA）連接到電極表面作為引發(fā)劑，以FcMMA作為單體在電極表面進行eATRP反應(yīng)，原位從頭生成大量的含F(xiàn)c的電活性聚合物，實現(xiàn)了PKA活性的高靈敏電化學(xué)檢測，檢測下限為1.63mU/mL。最近，Hu等[55]進一步借助于基于eATRP的信號放大策略，實現(xiàn)了胰蛋白酶活性的高靈敏電化學(xué)檢測［圖4(a)］，檢測下限為0.016mU/mL（約2.68pmol/L或0.064ng/mL)?；贏TRP的信號放大策略，憑借其所具備的操作簡便、成本低廉和高效等優(yōu)良特性，在蛋白質(zhì)和核酸等生物分子的高靈敏檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。不過，在進行ATRP的過程中，需要使用到Cu(Ⅰ)/L和Cu(Ⅱ)/L（L為配體）分別作為活化劑和鈍化劑，具有一定的生物毒性，限制了其在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用潛能，而且殘留的過渡金屬可能會對后續(xù)的電化學(xué)檢測存在干擾[56-57]。

5.2 基于RAFT聚合的高靈敏生物傳感

圖4 基于eATRP的胰蛋白酶活性檢測和基于eRAFT聚合的PKA活性檢測[55,62]

RAFT聚合由于不需要使用過渡金屬絡(luò)合物作為活化劑和鈍化劑，因而具有較好的生物相容性，而且不會存在過渡金屬殘留等問題。為克服基于ATRP的信號放大策略所存在的過渡金屬殘留等缺陷，He等[56]將RAFT聚合用作一種信號放大策略，借助于RAFT聚合在基底表面從頭合成聚合物，對ssDNA濃度進行可視化檢測，檢測下限為1.0fmol/L。在沒有使用任何檢測設(shè)備的情況下，含量為2000拷貝的靶ssDNA仍可被清晰地檢測到。類似地，He等[46]借助于RAFT聚合的信號放大作用，通過觀察基底表面原位形成的聚合物斑點，對人X和Y染色體DNA進行可視化檢測，其檢測結(jié)果與基于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的檢測方法相當(dāng)。Hu等借助于RAFT聚合的信號放大作用，實現(xiàn)了ssDNA濃度[57]、PKA活性[58]以及凝血酶活性[59]的高靈敏電化學(xué)檢測，檢測下限分別為3.2amol/L、1.05mU/mL和2.7μU/mL?；赗AFT聚合的信號放大策略，同樣具有操作簡便、成本低廉和高效等優(yōu)良特性。不過，由于存在自由基-自由基終止等不可逆終止反應(yīng)，在RAFT聚合過程中需要連續(xù)補充引發(fā)自由基。通常情況下，引發(fā)自由基可以通過熱分解（＞50℃）偶氮二異丁腈（AIBN）等自由基引發(fā)劑產(chǎn)生。然而，如此高的熱引發(fā)溫度，可能會引起生物分子變性失活。此外，以一種常用的水溶性鏈轉(zhuǎn)移劑4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸（CPAD）為例，經(jīng)過24h，其在50℃下可被分解約36%，在60℃下可被分解約84%，在70℃下可被分解高達約90%[60]。因此，在相對溫和的條件下進行RAFT聚合，對生物傳感等領(lǐng)域來說十分必要。為此，Hu等建立了一種基于電化學(xué)調(diào)控RAFT（eRAFT）聚合的信號放大策略，實現(xiàn)了對ssDNA濃度[61]和PKA活性［圖4(b)］[62]的高靈敏電化學(xué)檢測，檢測下限分別為4.1×10-18mol/L和1.02mU/mL。在eRAFT聚合中，引發(fā)自由基是在常溫下通過電化學(xué)還原芳基重氮鹽等化合物產(chǎn)生[63]。與傳統(tǒng)熱引發(fā)等方式相比，利用電化學(xué)手段引發(fā)和調(diào)控RAFT聚合，具有反應(yīng)條件溫和、生物相容性好等優(yōu)良特性。而且，僅通過調(diào)節(jié)電位或電流等參數(shù)，就可以實現(xiàn)對聚合反應(yīng)過程進行精確的調(diào)控。憑借其所具有的操作簡便、成本低廉、高效和反應(yīng)條件溫和等優(yōu)良特性，基于eRAFT聚合的信號放大策略在生物分子的高靈敏檢測等方面必將具有廣闊的應(yīng)用前景。

6 結(jié)語

蛋白質(zhì)和核酸等生物分子的簡便、快速、低成本、高靈敏和高選擇性檢測，一直是生物傳感等領(lǐng)域的一個重要的研究熱點，在惡性腫瘤等重大疾病的早期診斷等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。為克服傳統(tǒng)信號放大策略所存在的成本高昂和操作復(fù)雜等不足，近年來，研究人員探索建立了一類基于ATRP和RAFT聚合等CLRP技術(shù)的新型信號放大策略，通過在基底表面原位生成大量的聚合物，實現(xiàn)了對蛋白質(zhì)和核酸等生物分子的高靈敏檢測?；贑LRP的信號放大策略，具有操作簡便、成本低廉和高效等優(yōu)良特性，在生物分子的高靈敏檢測中具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。

然而，圍繞基于CLRP的信號放大策略的研究工作尚處于初步階段，在聚合物固-液界面生長動力學(xué)與調(diào)控、聚合物表面接枝量對界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)的影響規(guī)律以及分子識別元件組裝密度等因素對聚合反應(yīng)動力學(xué)的影響規(guī)律等方面的研究還有待進一步深入，以期為基于CLRP的信號放大策略的廣泛應(yīng)用提供堅實的理論支撐與技術(shù)保障。