表面活性劑參與構筑的液體-液晶界面型生物傳感器及其應用.pdf

1、近年來，液晶傳感器作為一種新穎獨特的光學傳感器，具有構造簡單、成本低、無需標記和便于攜帶（可穿戴）等優(yōu)點，為生物分子的檢測提供了一個操作簡單而又靈敏的在線實時監(jiān)測平臺。表面活性劑參與構筑的液體-液晶界面型傳感器能夠利用表面活性分子與目標物之間的相互作用誘導液晶分子排列取向發(fā)生變化，從而實現(xiàn)對目標物的檢測，同時它又具有操作簡便、便于研究生物化學反應動態(tài)過程的優(yōu)勢。鑒于此，本論文研究了以液晶4-氰基-4'-戊基聯(lián)苯為傳感基底，以表面活性劑為

2、修飾劑構筑液體-液晶界面型生物傳感器及其應用，主要采用偏光顯微鏡觀察傳感器的響應信號，輔助使用熒光顯微鏡、圓二色譜儀及熒光光譜儀等技術手段對生物分子的響應機理進行探究。論文的內容主要分為以下四個部分:
　　第一章介紹了與本論文相關的背景知識以及近幾年國內外在液晶生物傳感器的構筑及其應用方面的研究現(xiàn)狀，提出了本論文的立題依據(jù)和選題思路。
　　第二章以陽離子表面活性劑—氯化十四酰膽堿(Myristoylcholine Chlor

3、ide，Myr)修飾液體-液晶界面，構筑液晶傳感器并成功實現(xiàn)了對乙酰膽堿酯酶及農藥的靈敏檢測。
　　(1)基于銅網法制備液晶傳感基底，利用氯化十四酰膽堿作為修飾劑構筑了液晶傳感器。研究發(fā)現(xiàn)，當乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase，AChE)加入到該傳感器后會引發(fā)液晶的光學形貌由暗到亮的變化，其在水溶液中的檢測限約為0.001 mg/mL，有趣的是牛血清白蛋白雖然自身不能誘導該傳感器產生信號，但是它的引入?yún)s會使AC

4、hE檢測的靈敏度提高3個數(shù)量級。同時，我們也發(fā)現(xiàn)該方法還能實現(xiàn)對乙酰膽堿酯酶的抑制劑—溴新斯的明的檢測，檢測限可達約1 fM。
　　(2)在以上研究的基礎上，我們利用液晶液滴的方法制備傳感基底，研究了農藥在該傳感器中的響應信號。發(fā)現(xiàn)加入乙酰膽堿酯酶能夠誘導液晶呈現(xiàn)扇形的光學形貌，而農藥的引入會導致出現(xiàn)十字花的偏光圖像。值得注意的是，該傳感器還能實現(xiàn)微量農藥的檢測，對于樂果和仲丁威的檢測量可分別達到0.1 pg和0.01 pg，為高

5、靈敏地檢測農藥提供了技術支持。
　　第三章在采用非離子表面活性劑—十二烷基吡喃葡萄糖苷修飾液體-液晶界面、進而構筑液晶傳感器的基礎上，系統(tǒng)地研究了三種蛋白質（溶菌酶、刀豆球蛋白A和牛血清白蛋白）在該傳感器中的響應信號。發(fā)現(xiàn)，該傳感器在較寬的pH(3-11)和鹽濃度(0-1 M)范圍內都能保持黑色形貌，具有較好的穩(wěn)定性。構筑的液晶傳感器對溶菌酶、刀豆球蛋白A和牛血清白蛋白有著靈敏的響應，分別通過酶解作用、特異性結合和非特異性吸附三種

6、不同的作用機制誘導液晶產生變亮的光學信號，其響應下限分別約為0.1μg/mL、0.01μg/mL和0.001μg/mL。另外，還可以通過添加溶菌酶的特異性抑制劑和加熱的方法區(qū)分這三種蛋白質。該方法在高靈敏、高選擇性、無標記檢測蛋白質領域具有潛在的應用價值。
　　第四章仍然采用十二烷基吡喃葡萄糖苷作為修飾劑構筑液晶傳感器，并研究了其在檢測纖維素酶和半胱氨酸方面的應用。纖維素酶誘導液晶在偏光顯微鏡下呈現(xiàn)具有明顯雙折射織構的明亮圖案，然