实现细胞内特定生物分子的精准测量与成像是理解细胞生物功能、可视化揭示细胞内生化及生物物理机制的先决条件。电化学发光显微成像技术具备无背景干扰、可控性高等性能，是单细胞精准分析的有效工具之一。然而，由于ECL发光分子的效率较低，使得细胞内ECL成像极具挑战；并且发光分子在细胞内的随机扩散限制了胞内分子的可控ECL靶向测量。因此，发展单个活细胞内分子的ECL靶向测量仍具挑战。

近日，复旦大学的刘宝红教授、南京大学江德臣教授和法国波尔多大学Neso Sojic教授合作，开发了一种刺激响应型自组装DNA纳米机器，可以对单细胞内ATP分子实现ECL靶向测量。该方法将Ru(bpy)₃²⁺掺入多孔MOF材料，构建出基于纳米限域增强效应的ECL发射体核心；在外部包覆ATP特异响应性DNA水凝胶壳层，作为开关特异性调控ECL信号。将构建的纳米机器导入单个活细胞内部，细胞内ATP分子会使DNA水凝胶壳解离，产生ATP靶向的ECL信号，完成单细胞内靶向分子的ECL可控测量。

对不同细胞系内ATP的ECL成像分析表明，该方法具备高特异性响应、定量以及高时空分辨率的原位测量能力，可对单细胞内不同空间区域ATP进行精准测量。此外，通过改变DNA水凝胶壳层的碱基序列，这种刺激响应型纳米机器可以扩展到对细胞内更多种生物分子的原位ECL测量。该工作为解决细胞内ECL成像研究提供了一种可靠的策略，这将拓宽ECL在单细胞和单分子分析中的进一步应用。