基于DNA雜交的新型液晶傳感器及其應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，DNA檢測(cè)廣泛應(yīng)用于臨床診斷、基因表達(dá)、農(nóng)業(yè)、食品安全以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，因此對(duì)DNA進(jìn)行快速、便捷、靈敏的檢測(cè)十分必要。傳統(tǒng)的DNA檢測(cè)方法有基于熒光的生物芯片技術(shù)、表面等離子共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）等，但是這些檢測(cè)方法存在諸多不足，仍需改進(jìn)。近年來(lái)，具有獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)的新型材料—液晶已經(jīng)引起研究人員的廣泛關(guān)注。液晶是介于液態(tài)與固態(tài)之間的一種物質(zhì)形態(tài)，具有雙折射性、彈性應(yīng)變等特性，基

2、底表面微小的變化即可引起液晶分子取向的變化，而液晶分子取向的變化可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈱W(xué)信號(hào)，肉眼即可觀察，因此在DNA檢測(cè)中備受關(guān)注。本文基于DNA雜交和液晶的雙折射性，構(gòu)建了固態(tài)-液晶傳感界面，并在其基礎(chǔ)上對(duì)DNA雜交進(jìn)行了檢測(cè)；除此之外，本文還構(gòu)建了水-液晶界面，探究了不同表面活性劑對(duì)液晶分子排列的影響，并在其基礎(chǔ)上探索了單鏈DNA（ssDNA）對(duì)水-液晶界面的影響，為DNA雜交的檢測(cè)奠定了基礎(chǔ)。具體內(nèi)容如下：
　　（1）利用ssDN

3、A作為取向劑在固態(tài)-液晶界面構(gòu)建功能化基底。首先將三乙氧基硅基丁醛（TEA）修飾于固態(tài)基底表面，利用帶有醛基的TEA與修飾有氨基的ssDNA之間的反應(yīng)，將ssDNA修飾在固態(tài)基底表面。探究了玻片在TEA中的修飾時(shí)間以及ssDNA在基底表面的表面覆蓋率對(duì)于功能化基底構(gòu)建的影響。
　?。?）基于固態(tài)-液晶界面檢測(cè)DNA雜交的探索。采用上述方法構(gòu)建一種新型的利用ssDNA誘導(dǎo)液晶4-氰基-4’-戊基聯(lián)苯（5CB）垂直排列的功能化基底，通

4、過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，ssDNA會(huì)誘導(dǎo)5CB分子垂直排列，偏光顯微鏡下觀察到均一的黑色，當(dāng)加入互補(bǔ)ssDNA之后，會(huì)發(fā)生雜交反應(yīng)，擾亂5CB分子的排列，偏光顯微鏡下觀察到彩色紋理，從而達(dá)到檢測(cè)DNA的效果。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件（玻片在TEA溶液中的修飾時(shí)間為1h，ssDNA的最佳濃度為20 nM）下，該檢測(cè)方法的檢測(cè)限為0.1 nM，并且具有良好的特異性和重復(fù)性。
　?。?）在水-液晶界面不同表面活性劑對(duì)5CB分子取向的影響。根據(jù)表面活性劑與

5、5CB分子之間的相互作用，探討了在水-液晶界面不同表面活性劑（十八烷基三甲基溴化銨，十二烷基三甲基溴化銨，正辛基三甲基溴化銨，十二烷基硫酸鈉）對(duì)5CB分子取向的影響，探究了每種表面活性劑誘導(dǎo)5CB分子垂直排列的最佳濃度與響應(yīng)時(shí)間，鏈長(zhǎng)不同的同類表面活性劑對(duì)5CB分子取向的影響，以及鏈長(zhǎng)相同的不同類表面活性劑對(duì)5CB分子取向的影響。除此之外，我們還探究了在水-液晶界面ssDNA對(duì)5CB分子取向的影響，為后續(xù)DNA雜交的檢測(cè)提供了方法與條件