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(zhǎng)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(lái)構(gòu)建液晶生物傳感。液晶生物傳感的檢測(cè)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(duì)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(duì)待測(cè)物的檢測(cè)。該傳感器無(wú)需采用外源性標(biāo)記物修飾，在自然光下就能進(jìn)行檢測(cè)，所呈現(xiàn)的光學(xué)信號(hào)可用肉眼觀察，具有操作簡(jiǎn)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(shì)，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(duì)金屬離子的檢測(cè)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(cè)血小板源性生長(zhǎng)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(guò)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(duì)PDGF-BB的快速檢測(cè)。該方法具有操作簡(jiǎn)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(cè)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(guò)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(lái)的彩色區(qū)域恢復(fù)成黑色區(qū)域。該方法簡(jiǎn)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