鉛離子和鈾酰離子的液晶及熒光生物傳感方法研究.pdf

1、液晶（Liquid Crystal，LC）是介于真實固體和各向同性的液體之間的在一定溫度范圍內呈現(xiàn)的特殊物質形態(tài)，因其特殊的物理化學性質和光電特性已被廣泛應用在顯示技術上。它不僅擁有晶體的雙折射性，同時也擁有液體的流動性。液晶生物傳感器的檢測原理是利用液晶對偏振光的雙折射特性，監(jiān)測目標分子對液晶取向排列轉變的影響，從而引發(fā)光學響應信號改變的一種新型光學傳感器。該類傳感器操作簡便、響應迅速、不需要精密昂貴的設備，易于實現(xiàn)微型化和陣列化等特

2、點。本文結合液晶生物傳感器的優(yōu)勢，利用離子特異性的脫氧核酶（DNAzyme）開展了液晶和熒光生物傳感對金屬離子的檢測研究和探討，并成功實現(xiàn)了對目標重金屬離子的檢測，具體內容以及結果如下：
　　(1)利用液晶分子取向變化和脫氧核酶對目標離子具有高度識別能力的原理，構建了一種新型的液晶生物傳感器用于鉛離子檢測。首先在三乙氧基丁醛硅烷（TEA）和N,N-二甲基-N-十八烷基-3-氨丙基三甲基硅烷氯化銨（DMOAP）混合自組裝膜修飾的基底

3、表面固定捕獲探針，當鉛離子存在時，酶鏈在切割位點切割底物鏈，釋放出切割后的DNA片段與固定在傳感基底表面的捕獲探針雜交，從而改變組裝在基底表面的分子密度，使得液晶分子發(fā)生取向轉變，導致可觀察到的偏光信號發(fā)生變化，從而實現(xiàn)對重金屬鉛離子（Pb2+）的檢測。該方法具有靈敏度高、特異性好、成本低等特點，能檢測到的Pb2+最低濃度為10 nM。
　　(2)基于 DNAzyme能夠特異性識別鈾酰離子以及液晶分子雙折射特性的原理，建立了一種新

4、型的液晶生物傳感方法用于鈾酰離子檢測。首先在混合敏感膜TEA/DMOAP功能化的傳感基底表面固定捕獲探針，當鈾酰離子存在時，酶鏈會水解底物鏈，釋放出切割產(chǎn)物與固定在基底表面的捕獲探針通過 Watson-Crick堿基配對而結合后到基底表面，改變液晶分子初始的取向排列，誘導液晶分子重新排列，從而實現(xiàn)對鈾酰離子的檢測，濃度低至25 nM時仍然能觀察到偏光信號。
　　(3)根據(jù)DNAzyme在UO22+的作用下發(fā)生特異性的切割反應，結合