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1、近30年來,分子自組裝技術(shù)受到了愈來愈廣泛的關(guān)注。自組裝單分子膜(SAMs)具有制備簡(jiǎn)單、堆積緊密、結(jié)構(gòu)完美、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在生化分析、分子電子器件、金屬防腐等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。通過不同末端基團(tuán)的烷基硫醇SAMs可實(shí)現(xiàn)生物分子和活性有機(jī)體,例如:細(xì)胞、蛋白質(zhì)、抗體、DNA等的固定化,為生物傳感器的研究與應(yīng)用提供簡(jiǎn)便有效的技術(shù)手段。SAMs的表征是分子自組裝技術(shù)研究的重要內(nèi)容,尤其對(duì)SAMs的實(shí)時(shí)原位表征是自組裝技術(shù)研究中急需
2、解決的問題。本文應(yīng)用電化學(xué)交流阻抗技術(shù)(EIS)分別對(duì)巰基丙酸(MPA)和巰基十一酸(MUA)在金表面自組裝的成膜過程進(jìn)行跟蹤,對(duì)金表面上不同鏈長(zhǎng)的直鏈硫醇SAMs實(shí)時(shí)原位表征進(jìn)行了研究。此外,芳香硫醇SAMs有較高的穩(wěn)定性和其芳香環(huán)中存在離域π電子而具有較高的導(dǎo)電性受到廣泛關(guān)注,芳香硫醇SAMs應(yīng)用于生物傳感器的研究較少,本文研究了電位控制方法在對(duì)氨基苯硫酚(4-ATP)SAMs固定抗體制備的IgG檢測(cè)電位型免疫傳感器的應(yīng)用。具體工作
3、主要包括如下三個(gè)方面:
1、水溶液中巰基丙酸在金表面的自組裝及EIS表征
MPA溶于水,為原位表征其自組裝的成膜過程提供了方便。在水溶液中,以氯化鉀(KCl)為支持電解質(zhì),以鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀([Fe(CN)6]3-/4-)為探針離子,對(duì)MPA在金電極表面的自組裝過程進(jìn)行EIS原位實(shí)時(shí)表征,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化,探討了溶劑對(duì)MPA SAMs的影響。結(jié)果表明,KCl濃度為0.1mol·L-1、[Fe(CN)6
4、]3-/4-濃度為5mmol·L-1、開路電位條件下適合對(duì)MPA自組裝的成膜過程進(jìn)行表征。當(dāng)MPA的濃度大于6 mmol·L-1時(shí),平衡后的電子傳遞電阻(Rct)幾乎不再變化。
2、碳酸丙烯酯溶液中巰基十一酸在金表面的自組裝及EIS表征
MUA為長(zhǎng)鏈硫醇,在水中難溶。通過對(duì)比研究,本章選擇碳酸丙烯酯(PC)為非電解質(zhì)溶液,以高氯酸鈉(NaClO4)為支持電解質(zhì),以二茂鐵(Fc)為探針離子,利用EIS建立了一種
5、實(shí)時(shí)原位表征MUA在金電極表面的自組裝過程的新方法。對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果表明,NaClO4的濃度為0.3 mol·L-1、Fc的濃度為15 mmol·L-1、0.25V電位下適合對(duì)MUA自組裝的成膜過程進(jìn)行表征。當(dāng)MUA的濃度大于5 mmol·L-1時(shí),平衡后的Rct幾乎不再變化。
3、基于電位控制固定抗體的電位型IgG免疫傳感器
免疫傳感器在臨床診斷、食品分析、環(huán)境保護(hù)以及軍事醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有非常廣闊的
6、應(yīng)用前景,抗體或抗原的固定化是免疫傳感器研究與應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。本章提出了一種電位控制固定抗體的新方法。首先在金電極上自組裝對(duì)氨基苯硫酚(4-ATP)與巰基丙酸(MPA)的混合自組裝膜(MSAMs),再用電位控制的方法將抗體(Ab,羊抗小鼠IgG)固定在MSAMs修飾的金電極上制得Ab/MSAMs/Au免疫傳感器,并對(duì)溶液中的抗原(Ag,小鼠IgG)進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果表明,在磷酸鹽緩沖溶液(PBS,pH3.0)組裝Ab電位控制在-200
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