鉛離子和鈾酰離子的液晶及熒光生物傳感方法研究.pdf

1、液晶（Liquid Crystal，LC）是介于真實(shí)固體和各向同性的液體之間的在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)的特殊物質(zhì)形態(tài)，因其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)和光電特性已被廣泛應(yīng)用在顯示技術(shù)上。它不僅擁有晶體的雙折射性，同時(shí)也擁有液體的流動(dòng)性。液晶生物傳感器的檢測(cè)原理是利用液晶對(duì)偏振光的雙折射特性，監(jiān)測(cè)目標(biāo)分子對(duì)液晶取向排列轉(zhuǎn)變的影響，從而引發(fā)光學(xué)響應(yīng)信號(hào)改變的一種新型光學(xué)傳感器。該類(lèi)傳感器操作簡(jiǎn)便、響應(yīng)迅速、不需要精密昂貴的設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)微型化和陣列化等特

2、點(diǎn)。本文結(jié)合液晶生物傳感器的優(yōu)勢(shì)，利用離子特異性的脫氧核酶（DNAzyme）開(kāi)展了液晶和熒光生物傳感對(duì)金屬離子的檢測(cè)研究和探討，并成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)重金屬離子的檢測(cè)，具體內(nèi)容以及結(jié)果如下：
　　(1)利用液晶分子取向變化和脫氧核酶對(duì)目標(biāo)離子具有高度識(shí)別能力的原理，構(gòu)建了一種新型的液晶生物傳感器用于鉛離子檢測(cè)。首先在三乙氧基丁醛硅烷（TEA）和N,N-二甲基-N-十八烷基-3-氨丙基三甲基硅烷氯化銨（DMOAP）混合自組裝膜修飾的基底

3、表面固定捕獲探針，當(dāng)鉛離子存在時(shí)，酶鏈在切割位點(diǎn)切割底物鏈，釋放出切割后的DNA片段與固定在傳感基底表面的捕獲探針雜交，從而改變組裝在基底表面的分子密度，使得液晶分子發(fā)生取向轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致可觀察到的偏光信號(hào)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬鉛離子（Pb2+）的檢測(cè)。該方法具有靈敏度高、特異性好、成本低等特點(diǎn)，能檢測(cè)到的Pb2+最低濃度為10 nM。
　　(2)基于 DNAzyme能夠特異性識(shí)別鈾酰離子以及液晶分子雙折射特性的原理，建立了一種新

4、型的液晶生物傳感方法用于鈾酰離子檢測(cè)。首先在混合敏感膜TEA/DMOAP功能化的傳感基底表面固定捕獲探針，當(dāng)鈾酰離子存在時(shí)，酶鏈會(huì)水解底物鏈，釋放出切割產(chǎn)物與固定在基底表面的捕獲探針通過(guò) Watson-Crick堿基配對(duì)而結(jié)合后到基底表面，改變液晶分子初始的取向排列，誘導(dǎo)液晶分子重新排列，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鈾酰離子的檢測(cè)，濃度低至25 nM時(shí)仍然能觀察到偏光信號(hào)。
　　(3)根據(jù)DNAzyme在UO22+的作用下發(fā)生特異性的切割反應(yīng)，結(jié)合