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新型液晶传感器用于生物分子检测及信号放大的研究

作　者: 周瑾艳
导　师: 吴朝阳
学　校: 湖南大学
专　业: 分析化学
关键词: 液晶摩擦配向 DMOAP 酶催化沉积克伦特罗 SECM DNA传感器
分类号: Q503
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 2次
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内容摘要

液晶分子自发现以来,被广泛应用到电子显示器件中。同时,作为特殊的“敏感元件”,液晶分子近年来也被引入传感器领域,尤其是生命科学研究中,用于构建液晶生物传感器,初露锋芒。液晶生物传感器具有快速、简单、低成本、无需标记、高灵敏、低检测限等优点。因此,研发新型液晶传感器无疑是对化学生物传感器领域的极大发展。为此,本文在发展新型化学生物传感器方面做了如下工作：1.基于传统的液晶配向方法构建了液晶传感器,研究了碱性磷酸酶ALP沉积金属银的信号放大方法。通过摩擦带醛基的硅烷修饰膜,制备了对液晶定向排列的基底。碱性磷酸酶作为生物大分子,组装到摩擦后的玻片基底上,能有效的覆盖或填埋因摩擦产生的有序沟槽和刮痕,从而引起向列型液晶的排列方向发生改变,表现为其光学信号的截然不同。结合了ALP催化银沉积方法,利用沉积的银颗粒加大了酶分子对液晶的影响,实现液晶光学信号的放大。2.利用N,N-二甲基-N-十八烷基-3-氨丙基三甲氧基甲硅烷基氯化物(DMOAP)构建了一种特殊的化学敏感膜,结合竞争免疫方法,成功研制了用于检测克伦特罗的液晶生物传感器。克伦特罗作为生物小分子对液晶取向影响极小,而其抗体分子因分子量大,对液晶取向影响很明显。因此,结合竞争免疫反应实现了对溶液中克伦特罗的检测。实验分析结果表明,该传感器能快速有效地检测低浓度克伦特罗的含量,且该方法无需标记,成本较低,灵敏度高。3.提出了一种新的基于扫描电化学显微技术的高灵敏核酸传感技术。采用了发卡型DNA探针,捕获目标链,释放生物素,与辣根过氧化物酶标记链酶亲和素的结合反应,催化H202氧化氢醌(H2Q)产生1,4-对苯醌(BQ)进行SECM检测,获得DNA成像和检测结果。传感器线性响应范围为0.045 nM到900 nM,检测下限可达17 pM,且该传感器操作简单,灵敏度高,检测下限低,实验结果比较满意。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-22
  1.1 液晶生物传感方法概述  10-17
    1.1.1 液晶分子的发现  10-11
    1.1.2 液晶分子的分类  11-12
    1.1.3 液晶分子特性  12-14
    1.1.4 液晶配向的方法  14-17
  1.2 液晶生物传感器在生命科学中的应用  17-20
    1.2.1 免疫分析  19
    1.2.2 蛋白质分析  19-20
    1.2.3 核酸分析  20
    1.2.4 溶致型液晶的运用  20
  1.3 液晶生物传感器的展望  20-21
  1.4 本研究工作的构思  21-22
第2章银沉积增强液晶偏光效应的研究  22-31
  2.1 前言  22-23
  2.2 实验部分  23-26
    2.2.1 试剂和仪器  23
    2.2.2 玻片清洗  23
    2.2.3 自组装膜的制备  23-24
    2.2.4 基底的摩擦  24
    2.2.5 蛋白分子的组装及银沉积过程  24-25
    2.2.6 液晶盒的制备  25
    2.2.7 修饰基底的AFM表征  25-26
    2.2.8 偏光检测及图像采集  26
  2.3 结果与讨论  26-30
    2.3.1 硅烷化玻片基底的疏水性  26
    2.3.2 组装膜摩擦前后的原子力显微镜图像表征  26-27
    2.3.3 摩擦作用锚定5CB的取向  27-28
    2.3.4 液晶5CB在ALP组装膜上的响应  28-29
    2.3.5 沉积银放大效应对5CB排列的影响  29-30
  2.4 结论  30-31
第3章液晶传感器用于克伦特罗的检测  31-41
  3.1 前言  31-33
  3.2 实验部分  33-35
    3.2.1 仪器与实试剂  33
    3.2.2 玻片清洗及硅烷化过程  33
    3.2.3 抗原的固定  33-34
    3.2.4 液晶盒的制作  34
    3.2.5 修饰基底的AFM表征  34
    3.2.6 偏光检测及图像采集  34-35
  3.3 结果与讨论  35-40
    3.3.1 硅烷化玻片基底的疏水性  35
    3.3.2 DMOAP对液晶有序排列的诱导效应  35-37
    3.3.3 APTMS/DMOAP混合比率的选择及组装玻片的AFM图像  37-38
    3.3.4 克伦特罗及其抗体大分子对液晶排列的影响  38-39
    3.3.5 液晶传感器的响应  39-40
  3.4 结论  40-41
第4章基于酶催化放大的扫描电化学显微技术测定DNA的研究  41-49
  4.1 前言  41
  4.2 实验部分  41-44
    4.2.1 仪器与试剂  41-42
    4.2.2 SECM检测原理  42-43
    4.2.3 修饰电极的制备  43
    4.2.4 SECM实验过程  43-44
  4.3 结果与讨论  44-48
    4.3.1 H_2Q与BQ的电化学行为  44
    4.3.2 逼近曲线  44-46
    4.3.3 目标DNA的浓度检测  46-47
    4.3.4 杂交DNA成像和探头扫描曲线  47-48
  4.4 结论  48-49
结论  49-50
参考文献  50-59
附录攻读学位期间发表的学术论文  59-60
致谢  60

新型液晶传感器用于生物分子检测及信号放大的研究

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