本文關(guān)鍵詞：功能核酸液晶-液相生物傳感器檢測小分子物質(zhì)的研究

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【摘要】：液晶是物質(zhì)介于晶體和液體之間的一種物質(zhì)形態(tài),液晶兼具液體的流動性以及晶體的各向異性。自20世紀60年代以來,液晶作為一類特殊的光電敏感材料,已被廣泛應用于高新技術(shù)領(lǐng)域中,對社會發(fā)展和日常生活產(chǎn)生了非常重要的影響。近年來,因其獨特的物理、化學性質(zhì)也逐漸在生物分析、醫(yī)療診斷、儀器分析等領(lǐng)域也有了一定的應用。液晶被作為信號轉(zhuǎn)換媒介開啟了液晶生物傳感技術(shù)的大門,液晶生物傳感器以生物活性材料為識別元件,在液晶對偏振光具有雙折射性的特性的基礎上,監(jiān)測液晶取向變化,得到相關(guān)光學信號的新型傳感器,構(gòu)造簡單,易于觀察,光學圖像變化能提供豐富的信息,適合生物分子的高速高通量檢測。目前對于液晶生物傳感器的研究以及應用尚處于初級階段,其中熱致液晶分子中的向列相液晶算是比較成功的一類液晶材料。液晶生物傳感器主要利用液晶分子的排列取向易受到外界微小的理化性質(zhì)及界面形貌變化所影響的特性,基于生物分子識別或催化反應而建立的低耗、簡便、高靈敏的生物傳感器。結(jié)合液晶生物傳感器的特點和功能核酸的優(yōu)勢,本文通過在液晶-液相界面構(gòu)建DNA生物傳感器實現(xiàn)了對金屬離子Ag~+和半胱氨酸的檢測研究,并且在此基礎上構(gòu)建了相關(guān)液晶邏輯門實現(xiàn)對多目標分析物的智能識別。(1)基于功能核酸構(gòu)建了針對金屬離子Ag~+的液晶-溶液界面生物傳感器。針對無摻雜表面活性劑的液晶-水相傳感界面?zhèn)鞲袡C制尚不是特別清楚這一問題,考察了包括離子濃度和pH等方面的緩沖液環(huán)境,構(gòu)建合理的液晶光學池；已知核酸分子的磷酸骨架富含負電荷,是一類特殊的聚陰離子電解質(zhì),在核酸分子的構(gòu)象變化可以導致界面負電荷分布和密度的改變以及可以導致界面電場結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的基礎上,結(jié)合界面空間構(gòu)型和界面電場效應的變化可以誘導液晶分子排列取向發(fā)生重排的原理,成功構(gòu)建了一種信號增強的液晶-水相生物傳感方法對金屬離子Ag~+進行檢測分析。剛性雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙鏈DNA (dsDNA)可以幫助界面雙電層結(jié)構(gòu)的形成,誘導液晶分子垂直取向排列；自由卷曲的單鏈DNA (ssDNA)在液晶-液相界面處于游離狀態(tài),界面負電荷分布無規(guī)律,不能形成有序的電場結(jié)構(gòu),液晶分子傾斜取向排列。利用具有特異性和穩(wěn)定性的C-Ag~+-C的結(jié)構(gòu),可以改變界面的核酸適體的構(gòu)象,界面空間構(gòu)型的改變和電場分布的改變可以誘導液晶分子的排列取向發(fā)生改變,從而使得其光學圖像信號發(fā)生變化。該液晶-液相界面?zhèn)鞲蟹椒ê唵?低耗、快速,給發(fā)展新型快速的小分子物質(zhì)傳感分析方法提供新的研究思路。(2)基于功能核酸結(jié)合小分子構(gòu)建了針對半胱氨酸(Cys)的液晶-液相界面生物傳感器,并且發(fā)展了針對多目標分析物體系的液晶生物邏輯門�；诤怂徇m體的構(gòu)象變化可改變液晶-液相界面的電場分布和強度,繼而可誘導液晶分子重排這一原理,構(gòu)建檢測Cys的液晶-液相界面生物傳感器；此外,以富C堿基dsDNA的構(gòu)象變化為分子邏輯開關(guān),Ag~+和Cys為輸入信號,液晶的光學響應為輸出信號,構(gòu)建對重金屬離子Ag~+和Cys進行智能識別和檢測的液晶生物邏輯門,這是一種操作簡單、試劑用量少、響應快速、高通量的針對多目標分析物的智能分析方法；最后利用H2O2可以氧化半胱氨酸,使得半胱氨酸失去對Ag~+的競爭力,不能導致功能核酸發(fā)生構(gòu)象改變這一原理,從而實現(xiàn)了對H_2O_2的檢測。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O753.2;TP212.3

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10 ;第十屆世界生物傳感器大會將在上海召開[J];物理化學學報;2007年09期

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1 崔傳金;吳海云;左月明;;生物傳感器研究進展及發(fā)展趨勢[A];紀念中國農(nóng)業(yè)工程學會成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學會2009年學術(shù)年會（CSAE 2009）論文集[C];2009年

2 莫冰;劉曉為;;淺談生物傳感器在幾個主要領(lǐng)域的應用及展望[A];中國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨東北MEMS研發(fā)聯(lián)合體研討會論文集[C];2004年

3 薛瑞;康天放;;基于絲素蛋白固定乙酰膽堿酯酶的有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥生物傳感器的研究[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

4 李彤;趙純;;用于水體監(jiān)測的生物傳感器研究進展[A];2012中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集（第一卷）[C];2012年

5 任湘菱;唐芳瓊;;光電化學體系構(gòu)建新型葡萄糖生物傳感器[A];中國感光學會影像材料的研究與應用學術(shù)研討會論文集[C];2009年

6 鄒琴;李劉冬;;生物傳感器在貝毒快速檢測中的應用[A];泛珠三角區(qū)域漁業(yè)經(jīng)濟合作論壇第三次年會會議論文[C];2008年

7 邱筱岷;;生物傳感器及其在臨床醫(yī)學中的應用研究[A];中華醫(yī)學會醫(yī)學工程學分會第十次學術(shù)年會暨2009中華臨床醫(yī)學工程及數(shù)字醫(yī)學大會論文集[C];2009年

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1 哈爾濱工業(yè)大學 莫冰;四大應用領(lǐng)域，，生物傳感器技術(shù)發(fā)展迅速[N];中國電子報;2004年

2 張巍巍;美研制出超靈敏生物傳感器[N];科技日報;2012年

3 吳瓊;生物傳感器迅速成長[N];中國電子報;2000年

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