学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

用于小分子检测的液晶生物传感研究

作　者: 吴超
导　师: 吴朝阳
学　校: 湖南大学
专　业: 分析化学
关键词: 液晶自组装膜适配体生物传感技术液晶传感器汞离子三磷酸腺苷
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 17次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

小分子及蛋白质在人的生命活动中是不可或缺的重要物质。因此，对于小分子及蛋白质的检测也是一项重要的内容。而由于小分子物质分子量小、体积小等性质的限制，相对于大分子物质的检测来说实现小分子的检测更为困难。液晶生物传感器是Abbott研宄组将物相介于液态和晶态之间性能独特（即具有液态的流动性也具有晶态的光学各向异性）的液晶材料应用于生物传感检测技术中提出的一种新型生物传感器。由于其具有灵敏度高、易于操作等特点受到越来越多的分析研宄者的关注。本文运用核酸适配体与小分子特异性识别作用，构建具有灵敏度高、特异性强、操作简单、成本低等特点的新型液晶生物传感方法，实现小分子的快速检测。具体内容如下：(1)发展了一种基于裂开型适配体的新型液晶生物传感系统，以“适配体-靶分子-适配体”的方式相互特异性结合形成稳定的夹心结构来检测三磷酸腺苷(ATP)o将含部分ATP识别片段的寡核苷酸单链探针作为捕获探针固定在经三乙氧基丁醛基硅烷/N,N-二甲基-N-十八烷基-3-氨丙基三甲基硅烷（TEA/DMOAP)混合组装膜修饰的玻片表面。当ATP存在时，分别含有ATP识别片段的两部分适配体寡核苷酸单链与ATP相互特异性结合形成“适配体-ATP-适配体”三元复合物，结合前后空间几何结构的变化促使液晶分子取向排列变化，从而导致光学信号发生变化，来实现ATP的检测。本实验对实验条件、选择性、以及传感器的检测性能进行了考察。实验结果表明：该方法的灵敏度较高，检测ATP的浓度可低至10nM,并且具有良好选择性。(2)构建了一种基于胸腺嘧啶-汞离子-胸腺嘧啶（T-Hg2+-T)特异性配位作用的液晶生物传感器，实现了Hg2+的高灵敏检测。新设计探针分别为富含胸腺嘧啶(T)的发卡型探针、富含T的单链探针及末端带有活泼氨基的单链探针。将末端带有活泼氨基的单链探针作为捕获探针固定在TEA/DM0AP混合组装膜修饰的玻片基底表面，当待测液中有Hg2+存在时，由于T-Hg2+-T特异性配位作用，能够有效诱导富含T的发卡型探针与富含T的单链探针发生碱基错配形成稳定的刚性双链结构，并促使发卡探针打开，所释放出其余碱基与固定在基底表面的捕获探针碱基互配结合至玻片基底表面。结合前后空间构象及几何尺寸发生改变，导致液晶生物传感器在偏光显微镜下观察到的光学信号图像从均一黑色变为颜色鲜明的织构图像。从而实现对Hg2+的高灵敏检测。检测Hg2+浓度可低至0.1nM。(3)提出了一种基于构象转换的裂开型核酸适配体与ATP特异性结合的液晶生物传感方法检测ATP。设计具有发卡型结构和末端带有活泼氨基的两条分别含有部分ATP核苷酸适配体序列的核苷酸探针链。将末端带有活泼氨基的单链探针作为捕获探针固定在经TEA/DMOAP诱导液晶分子垂直排列的混合组装膜修饰的玻片表面。当存在ATP时，捕获探针、发卡型探针与ATP相互结合形成三元复合物而促使发卡打开并固定在玻片基底表面。构象发生变化，引发光学信号改变。从而实现对ATP的检测。该方法能够有效减少非特异性吸附对实验的影响，具有较高的灵敏度和选择性。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-25
  1.1 核酸适配体  12-15
    1.1.1 SELEX筛选技术流程  12-13
    1.1.2 适配体的特点  13
    1.1.3 适配体与靶物质的相互作用原理  13-14
    1.1.4 适配体在生物传感中的应用  14-15
  1.2 液晶生物传感概论  15-21
    1.2.1 液晶的简介  15-16
    1.2.2 液晶分子分类  16-18
    1.2.3 液晶分子的光学特性  18
    1.2.4 新型液晶生物传感器的原理  18-19
    1.2.5 液晶生物传感器的自组装敏感膜  19-21
  1.3 液晶生传感器的应用  21-24
    1.3.1 免疫分析  21-22
    1.3.2 蛋白质分析  22-23
    1.3.3 核酸分析  23-24
  1.4 本研究论文的构想  24-25
第2章基于裂开型适配体的液晶生物传感器检测三磷酸腺苷  25-34
  2.1 前言  25-26
  2.2 实验部分  26-27
    2.2.1 仪器与试剂  26
    2.2.2 玻片的预处理  26
    2.2.3 玻片表面敏感膜的组装  26
    2.2.4 捕获探针的组装  26-27
    2.2.5 液晶盒的制作  27
    2.2.6 检测方法  27
    2.2.7 荧光测定方法  27
  2.3 结果与讨论  27-33
    2.3.1 原理  27-29
    2.3.2 下玻片TEA/DMOAP比例的优化  29
    2.3.3 捕获探针浓度的优化  29-30
    2.3.4 ATP的检测及性能分析  30-31
    2.3.5 荧光实验结果  31-32
    2.3.6 特异性实验  32-33
    2.3.7 荧光特异性实验  33
  2.4 小结  33-34
第3章基于胸腺嘧啶-汞离子-胸腺嘧啶特异性配位作用的液晶生物传感器对汞离子的检测  34-44
  3.1 前言  34-35
  3.2 实验部分  35-37
    3.2.1 仪器与试剂  35-36
    3.2.2 玻片的预处理  36
    3.2.3 玻片表面敏感膜的组装  36
    3.2.4 捕获探针的组装  36
    3.2.5 液晶盒的制作  36-37
    3.2.6 检测方法  37
    3.2.7 荧光测定方法  37
  3.3 结果与讨论  37-43
    3.3.1 原理  37-38
    3.3.2 捕获探针浓度的考察  38-39
    3.3.3 传感器对汞离子的检测  39-40
    3.3.4 荧光表征  40-41
    3.3.5 传感器的原子力显微镜表征  41-42
    3.3.6 传感器的选择性  42
    3.3.7 传感器实际水样的汞离子检测  42-43
  3.4 结论  43-44
第4章基于发卡型适配体液晶生物传感器构象变化检测三磷酸腺苷  44-52
  4.1 前言  44-45
  4.2 实验部分  45-47
    4.2.1 试剂与仪器  45-46
    4.2.2 玻片的预处理  46
    4.2.3 玻片表面敏感膜的组装  46
    4.2.4 捕获探针的组装  46
    4.2.5 液晶盒的制作  46-47
    4.2.6 检测方法  47
  4.3 结果和讨论  47-51
    4.3.1 适配体液晶生物传感的设计原理  47-48
    4.3.2 下玻片硅烷化条件优化  48
    4.3.3 捕获探针浓度优化及对比  48-49
    4.3.4 信号探针浓度优化  49
    4.3.5 ATP的性能检测  49-50
    4.3.6 传感器的选择性  50-51
  4.4 小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-63
附录A 攻读硕士学位期间发表及完成的论文目录  63-64
致谢  64

用于小分子检测的液晶生物传感研究

内容摘要

全文目录

相似论文