有機磷及L-組氨酸的液晶生物傳感檢測方法研究.pdf

1、液晶(LiquidCrystalLC)又稱為液態(tài)晶體，是一種介于液態(tài)和結晶態(tài)（固態(tài)）之間的過渡相態(tài)。由于能形成液晶相的物質既具有晶體的光學各向異性，也具有液體的流動性的，因此液晶分子作為一種新型的科技材料已經(jīng)被廣泛的應用于計算機、手機、電視等液晶顯示屏中。熱致液晶是指液晶相產(chǎn)生于一定溫度條件下的物質，是一類分子結構中包含有2-3個苯環(huán)結構，分子末端包含有極性較強的極性基團或長鏈烷烴的芳香族化合物。液晶生物傳感器檢測原理是基于液晶分子雙折

2、射性的這一特殊性質，主要取決于液晶分子的空間取向排列對基底表面修飾的生物分子的物理、化學性質的極其敏感而構建的，通過將液晶分子的空間取向排列轉化為可檢測到的光學信號。液晶生物傳感器具有高靈敏性、特異性好、不需要復雜的儀器設備并且在遠離中央實驗室的條件下也能進行快速檢測等優(yōu)點，因此近幾年被廣泛的應用于生物分析檢測的研究中。結合液晶生物傳感器的優(yōu)良特點，本文發(fā)展了液晶生物傳感技術對有機磷以及L-組氨酸的檢測研究方法。
　　(1)不同結

3、構的有機磷化合物抑制的乙酰膽堿酯酶會形成不同結構的磷?；阴Ｄ憠A酯酶，不同結構的磷?；阴Ｄ憠A酯酶具有不同的電子密度以及空間位阻，當加入一種肟類化合物進行復活時，親核反應速率的不同會導致不同磷?；囊阴Ｄ憠A酯酶的活性恢復程度不同。本組在前期的工作利用乙酰膽堿酯酶可以催化硫代乙酰膽堿水解生成硫代膽堿，生成的硫代膽堿可以催化還原氯金酸生成納米金，生成的納米金可以極大程度的將垂直排列的液晶分子轉變?yōu)閮A斜或者是平鋪排列的液晶分子，構建了對有機磷

4、進行識別檢測的液晶生物傳感器。由于被不同抑制劑抑制的乙酰膽堿酯酶被復活的效率不一樣，催化生長的納米金的數(shù)量有差異，對液晶分子取向排列的擾亂程度也不相同，從而形成不同的光學信號，實現(xiàn)了對有機磷可識別區(qū)分檢測。本文成功的實現(xiàn)了對甲胺磷、敵百蟲、對氧磷三種有機磷的識別檢測，該液晶生物傳感器具有簡單直觀的優(yōu)點，并有望應用于其它分子結構不同的有機磷的識別檢測。
　　(2)較低濃度的L-組氨酸分子對液晶分子的作用力非常小，并不足以影響液晶分子

5、的取向排列，基于L-組氨酸的DNA酶，本文構建了一種對L-組氨酸高靈敏、高選擇性的非標記型液晶生物傳感檢測方法。在L-組氨酸存在的條件下，L-組氨酸能夠與DNAzymes結合，發(fā)生自剪切DNAzymes反應，釋放出能與設計的捕獲探針互補配對的單鏈DNA，與固定于基底表面的捕獲探針形成互補雙鏈，借助于基底表面單、雙鏈DNA分子對液晶分子排列的影響，成功的構建了簡單、直觀、無需標記以及特異性好的DNA液晶生物傳感器，對L-組氨酸實現(xiàn)了成功的

6、檢測，利用此液晶生物傳感器能檢測到的L-組氨酸的最低濃度為50nM。
　　(3)在液晶中摻雜加入雙親性的化合物可以在液晶-水相(LC-aqueous)界面形成一層雙親性的分子層。通過改變在LC-aqueous界面組裝的長脂肪鏈單分子膜與液晶分子的相互作用力可以誘導液晶生物分子呈現(xiàn)不同排列順序，能夠實現(xiàn)在液相界面中利用液晶生物傳感器檢測方法檢測目標生物分子的。因此本文在液晶分子中摻雜一種陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)，在L

7、-組氨酸不存在的條件下DNA酶是以雙鏈DNA的結構存在，骨架的磷酸結構與SDS的靜電斥力作用能夠很好的提高SDS與液晶分子的相互作用力，使得液晶相中SDS有效覆蓋率在一定程度上提高，從而誘導液晶分子呈現(xiàn)垂直排列;當加入L-組氨酸分子后，DNA酶發(fā)生自剪切構象轉變?yōu)閱捂淒NA，由于疏水堿基大量暴露于溶液中，疏水基與SDS的烷基鏈易發(fā)生相互作用，易形成LC-SDS-ssDNA復合物，大大降低了SDS的覆蓋率從而誘導液晶分子垂直排列發(fā)生不同的