用于小分析檢測(cè)的液晶生物傳感研究.pdf

1、小分子及蛋白質(zhì)在人的生命活動(dòng)中是不可或缺的重要物質(zhì)。因此，對(duì)于小分子及蛋白質(zhì)的檢測(cè)也是一項(xiàng)重要的內(nèi)容。而由于小分子物質(zhì)分子量小、體積小等性質(zhì)的限制，相對(duì)于大分子物質(zhì)的檢測(cè)來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)小分子的檢測(cè)更為困難。
　　 液晶生物傳感器是Abbott研究組將物相介于液態(tài)和晶態(tài)之間性能獨(dú)特（即具有液態(tài)的流動(dòng)性也具有晶態(tài)的光學(xué)各向異性）的液晶材料應(yīng)用于生物傳感檢測(cè)技術(shù)中提出的一種新型生物傳感器。由于其具有靈敏度高、易于操作等特點(diǎn)受到越來(lái)越多的分析

2、研究者的關(guān)注。
　　 本文運(yùn)用核酸適配體與小分子特異性識(shí)別作用，構(gòu)建具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)的新型液晶生物傳感方法，實(shí)現(xiàn)小分子的快速檢測(cè)。具體內(nèi)容如下:
　　 (1)發(fā)展了一種基于裂開(kāi)型適配體的新型液晶生物傳感系統(tǒng)，以“適配體-靶分子-適配體”的方式相互特異性結(jié)合形成穩(wěn)定的夾心結(jié)構(gòu)來(lái)檢測(cè)三磷酸腺苷(ATP)。將含部分ATP識(shí)別片段的寡核苷酸單鏈探針作為捕獲探針固定在經(jīng)三乙氧基丁醛基硅烷/N，N-二甲

3、基-N-十八烷基-3-氨丙基三甲基硅烷(TEA/DMOAP)混合組裝膜修飾的玻片表面。當(dāng)ATP存在時(shí)，分別含有ATP識(shí)別片段的兩部分適配體寡核苷酸單鏈與ATP相互特異性結(jié)合形成“適配體-ATP-適配體”三元復(fù)合物，結(jié)合前后空間幾何結(jié)構(gòu)的變化促使液晶分子取向排列變化，從而導(dǎo)致光學(xué)信號(hào)發(fā)生變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)ATP的檢測(cè)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件、選擇性、以及傳感器的檢測(cè)性能進(jìn)行了考察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該方法的靈敏度較高，檢測(cè)ATP的濃度可低至10 nM，并

4、且具有良好選擇性。
　　 (2)構(gòu)建了一種基于胸腺嘧啶-汞離子-胸腺嘧啶(T-Hg2+-T)特異性配位作用的液晶生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了Hg2+的高靈敏檢測(cè)。新設(shè)計(jì)探針?lè)謩e為富含胸腺嘧啶(T)的發(fā)卡型探針、富含T的單鏈探針及末端帶有活潑氨基的單鏈探針。將末端帶有活潑氨基的單鏈探針作為捕獲探針固定在TEA/DMOAP混合組裝膜修飾的玻片基底表面，當(dāng)待測(cè)液中有Hg2+存在時(shí)，由于T-Hg2+-T特異性配位作用，能夠有效誘導(dǎo)富含T的發(fā)卡型探

5、針與富含T的單鏈探針發(fā)生堿基錯(cuò)配形成穩(wěn)定的剛性雙鏈結(jié)構(gòu)，并促使發(fā)卡探針打開(kāi)，所釋放出其余堿基與固定在基底表面的捕獲探針堿基互配結(jié)合至玻片基底表面。結(jié)合前后空間構(gòu)象及幾何尺寸發(fā)生改變，導(dǎo)致液晶生物傳感器在偏光顯微鏡下觀察到的光學(xué)信號(hào)圖像從均一黑色變?yōu)轭伾r明的織構(gòu)圖像。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Hg2+的高靈敏檢測(cè)。檢測(cè)Hg2+濃度可低至0.1 nM。
　　 (3)提出了一種基于構(gòu)象轉(zhuǎn)換的裂開(kāi)型核酸適配體與ATP特異性結(jié)合的液晶生物傳感方法檢測(cè)A

6、TP。設(shè)計(jì)具有發(fā)卡型結(jié)構(gòu)和末端帶有活潑氨基的兩條分別含有部分ATP核苷酸適配體序列的核苷酸探針鏈。將末端帶有活潑氨基的單鏈探針作為捕獲探針固定在經(jīng)TEA/DMOAP誘導(dǎo)液晶分子垂直排列的混合組裝膜修飾的玻片表面。當(dāng)存在ATP時(shí)，捕獲探針、發(fā)卡型探針與ATP相互結(jié)合形成三元復(fù)合物而促使發(fā)卡打開(kāi)并固定在玻片基底表面。構(gòu)象發(fā)生變化，引發(fā)光學(xué)信號(hào)改變。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)ATP的檢測(cè)。該方法能夠有效減少非特異性吸附對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，具有較高的靈敏度和選擇性。