磁性功能化納米粒子在微流控芯片中的應用.pdf

1、納米技術是當今社會的主導技術,其核心為納米材料,而磁性納米材料在納米材料中占非常重要的一部分。磁性功能化納米粒子兼具納米材料和磁性的優(yōu)點,具有尺寸小、比表面積大、低毒性、生物相容性好以及快速的磁響應性能,便于操作,可實現(xiàn)快速分離。至今,基于磁性功能化納米材料的應用已被廣泛用于生物化學分析和醫(yī)學研究中,例如醫(yī)療成像、藥物靶向傳輸、免疫檢測等,表現(xiàn)出非?？捎^的應用前景。
　　微流控芯片技術在近二十年里發(fā)展迅速。現(xiàn)如今,芯片毛細管電泳已

2、成為分離分析主要技術之一。與傳統(tǒng)的分離分析技術相比較,芯片毛細管電泳擁有快速簡單的操作、低的樣品消耗且易于集成化等突出優(yōu)點,被廣泛應用于小分子、核酸和蛋白質(zhì)等多種類物質(zhì)的分離分析中。用于制作微流控芯片的材料很多,聚二甲基硅氧烷(PDMS)因具有無毒、光透性好、價格低廉、易封合等優(yōu)點,被廣泛用作制作微流控芯片的材料。然而,由于PDMS芯片的疏水性較強,容易吸附分析樣品,導致分析樣品的峰展寬,而且嚴重拖尾,分析效果差。此外,在PDMS芯片通

3、道的電滲流很不穩(wěn)定,信噪比差,影響分析結果的準確性。
　　本工作中,我們采用磁性功能化納米粒子對PDMS芯片通道進行適當?shù)男揎?使得芯片表面改性,以達到理想的檢測結果。
　　具體研究內(nèi)容如下:
　　1.提出了一種新的基于構建磁性功能化氧化石墨烯微酶反應器檢測農(nóng)藥的方法。首先采用一步原位生成法將Fe3O4 NPs負載于氧化石墨烯(GO)表面,得到兼具良好磁性和生物相容性的GO/Fe3O4 MNCs。接著,通過π-π、氫鍵

4、以及疏水等作用將乙酰膽堿酯酶(AChE)固定在GO/Fe3O4 MNCs的表面。在外磁場作用下,將GO/Fe3O4/AChE MNCs固定于PDMS微芯片通道內(nèi),制成微酶反應器用以檢測農(nóng)藥。所構建的微酶反應器在外磁場作用下,不僅操作簡便,而且比表面積大、生物相容性好,提高了酶的負載量以及很好維持酶的活性?；谵r(nóng)藥對AChE的抑制原理,實現(xiàn)了對樂果的定量檢測,線性范圍為1 to20μg·L-1,檢測限為0.18μg·L-1。本方法反應快速

5、、操作簡單、重現(xiàn)性好,為農(nóng)藥的快速靈敏檢測提供了有效手段。
　　2.本工作中,我們以多巴胺(DA)為功能單體,Fe3O4 NPs為載體,利用DA在堿性溶液中的自聚合作用,可在Fe3O4 NPs表面形成聚多巴胺(PDA),同時將模板分子鑲嵌在PDA層中。當模板分子被洗脫后,獲得了具有特異性識別位點的Fe3O4@PDA NPs。合成的這種聚合物,不但具有強磁性,便于操作,而且具有充足的印跡位點,對模板分子有高的結合能力,可有效提高對映