本文選題：液晶傳感器　切入點(diǎn)：表面活性劑　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái),液晶傳感器作為一種新穎獨(dú)特的光學(xué)傳感器,具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)需標(biāo)記和便于攜帶(可穿戴)等優(yōu)點(diǎn),為生物分子的檢測(cè)提供了一個(gè)操作簡(jiǎn)單而又靈敏的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。表面活性劑參與構(gòu)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(biāo)物之間的相互作用誘導(dǎo)液晶分子排列取向發(fā)生變化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的檢測(cè),同時(shí)它又具有操作簡(jiǎn)便、便于研究生物化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的優(yōu)勢(shì)。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,以表面活性劑為修飾劑構(gòu)筑液體-液晶界面型生物傳感器及其應(yīng)用,主要采用偏光顯微鏡觀察傳感器的響應(yīng)信號(hào),輔助使用熒光顯微鏡、圓二色譜儀及熒光光譜儀等技術(shù)手段對(duì)生物分子的響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行探究。論文的內(nèi)容主要分為以下四個(gè)部分:第一章介紹了與本論文相關(guān)的背景知識(shí)以及近幾年國(guó)內(nèi)外在液晶生物傳感器的構(gòu)筑及其應(yīng)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(yáng)離子表面活性劑—氯化十四酰膽堿(Myristoylcholine Chloride,Myr)修飾液體-液晶界面,構(gòu)筑液晶傳感器并成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)乙酰膽堿酯酶及農(nóng)藥的靈敏檢測(cè)。(1)基于銅網(wǎng)法制備液晶傳感基底,利用氯化十四酰膽堿作為修飾劑構(gòu)筑了液晶傳感器。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)加入到該傳感器后會(huì)引發(fā)液晶的光學(xué)形貌由暗到亮的變化,其在水溶液中的檢測(cè)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(dǎo)該傳感器產(chǎn)生信號(hào),但是它的引入?yún)s會(huì)使AChE檢測(cè)的靈敏度提高3個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí),我們也發(fā)現(xiàn)該方法還能實(shí)現(xiàn)對(duì)乙酰膽堿酯酶的抑制劑—溴新斯的明的檢測(cè),檢測(cè)限可達(dá)約1 fM。(2)在以上研究的基礎(chǔ)上,我們利用液晶液滴的方法制備傳感基底,研究了農(nóng)藥在該傳感器中的響應(yīng)信號(hào)。發(fā)現(xiàn)加入乙酰膽堿酯酶能夠誘導(dǎo)液晶呈現(xiàn)扇形的光學(xué)形貌,而農(nóng)藥的引入會(huì)導(dǎo)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(shí)現(xiàn)微量農(nóng)藥的檢測(cè),對(duì)于樂(lè)果和仲丁威的檢測(cè)量可分別達(dá)到0.1 pg和0.01 pg,為高靈敏地檢測(cè)農(nóng)藥提供了技術(shù)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(jìn)而構(gòu)筑液晶傳感器的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地研究了三種蛋白質(zhì)(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(yīng)信號(hào)。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(nèi)都能保持黑色形貌,具有較好的穩(wěn)定性。構(gòu)筑的液晶傳感器對(duì)溶菌酶、刀豆球蛋白A和牛血清白蛋白有著靈敏的響應(yīng),分別通過(guò)酶解作用、特異性結(jié)合和非特異性吸附三種不同的作用機(jī)制誘導(dǎo)液晶產(chǎn)生變亮的光學(xué)信號(hào),其響應(yīng)下限分別約為0.1 μg/mL、0.01 μg/mL和0.001 μg/mL。另外,還可以通過(guò)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(zhì)。該方法在高靈敏、高選擇性、無(wú)標(biāo)記檢測(cè)蛋白質(zhì)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。第四章仍然采用十二烷基吡喃葡萄糖苷作為修飾劑構(gòu)筑液晶傳感器,并研究了其在檢測(cè)纖維素酶和半胱氨酸方面的應(yīng)用。纖維素酶誘導(dǎo)液晶在偏光顯微鏡下呈現(xiàn)具有明顯雙折射織構(gòu)的明亮圖案,然而銅離子對(duì)酶的抑制會(huì)使液晶保持黑色的光學(xué)形貌。有趣的是,將半胱氨酸加入到纖維素酶和銅離子的混合溶液后,能夠使得液晶重新恢復(fù)明亮的形貌。該傳感器對(duì)于纖維素酶和半胱氨酸檢測(cè)的靈敏度可分別達(dá)到0.01 μg/mL和82.5 μM。這種基于目標(biāo)分子和修飾劑之間的酶解和酶抑制反應(yīng)的檢測(cè)方法在構(gòu)筑液晶傳感器領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O753.2;TP212.3

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本文編號(hào)：1607377