蛋白質(zhì)與金屬離子的液晶生物傳感方法研究.pdf

1、液晶(LiquidCrystals，LCs)是一類具有長程有序性以及光學(xué)各向異性的物質(zhì)，其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)被作為敏感元件用來構(gòu)建液晶生物傳感。液晶生物傳感的檢測原理主要是基于液晶分子在功能膜表面取向排列發(fā)生變化，改變液晶分子對光線的折射能力，將界面上產(chǎn)生的反應(yīng)變化信息轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)的變化，實(shí)現(xiàn)對待測物的檢測。該傳感器無需采用外源性標(biāo)記物修飾，在自然光下就能進(jìn)行檢測，所呈現(xiàn)的光學(xué)信號(hào)可用肉眼觀察，具有操作簡單、響應(yīng)快速、易于實(shí)現(xiàn)微型化和

2、陣列化等特點(diǎn)。本章結(jié)合液晶生物傳感的優(yōu)勢，在如何提高液晶生物傳感響應(yīng)信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)液晶生物傳感對金屬離子的檢測方面進(jìn)行了研究和探討，具體內(nèi)容及其結(jié)果如下:
　　1、利用核酸適體與其靶分子具有高度特異性結(jié)合的原理，建立基于液晶取向改變的以核酸適體為捕獲探針用于檢測血小板源性生長因子BB(Platelet-derivedgrowthfactorBB，PDGF-BB)分子的新型液晶生物傳感方法。首先是核酸適體通過戊二醛偶聯(lián)固定在3-氨丙基

3、三乙氧基硅烷/N，N-二甲基-N-十八烷基[3-（三甲氧基硅基）丙基]氯化銨(APTES/DMOAP)混合自組裝的傳感基底表面。當(dāng)靶分子PDGF-BB存在時(shí)，可與核酸適體發(fā)生特異性作用結(jié)合于傳感基底表面，核酸適體的構(gòu)象也由單通道螺旋結(jié)構(gòu)變?yōu)槿ǖ缆菪Y(jié)構(gòu)。根據(jù)尺寸大的PDGF-BB的空間效應(yīng)能誘導(dǎo)液晶分子取向發(fā)生變化，從而引起光學(xué)信號(hào)的亮度和色彩發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)對PDGF-BB的快速檢測。該方法具有操作簡單、選擇性好、靈敏度高等特點(diǎn)，在P

4、DGF-BB濃度為5nmol/L時(shí)仍可觀察到明顯的光學(xué)信號(hào)變化。
　　2、利用T-Hg2+-T的高親合力與液晶取向的原理，構(gòu)建一種新型的以T-Hg2+-T為特異性結(jié)合的液晶-水(LC-aqueous)界面生物傳感方法檢測Hg2+，當(dāng)Hg2+不存在時(shí)，兩條核酸探針DNAl和T9(或DNA1與T6)以單鏈(ssDNA)的形式存在于溶液中，分布在LC-aqueous界面上的SDS會(huì)與ssDNA通過疏水作用力結(jié)合，降低界面上SDS的濃度，

5、從而擾亂液晶分子的排序，光學(xué)圖像由黑色區(qū)域逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴噬羺^(qū)。當(dāng)Hg2+存在時(shí)，由于T-Hg2+-T的作用，ssDNA會(huì)形成穩(wěn)定的雙鏈(dsDNA)結(jié)構(gòu)，因此降低了DNA的疏水作用，使得SDS在LC-aqueous界面上的濃度有所增加，二次誘導(dǎo)液晶分子的取向排列發(fā)生變化，所觀察到的偏光圖像由原來的彩色區(qū)域恢復(fù)成黑色區(qū)域。該方法簡單、準(zhǔn)確、靈敏，在Hg2+濃度為1nmol/L時(shí)，仍可觀察到明顯的光學(xué)信號(hào)變化。
　　3、基于Ag+的特