【摘要】：在生物醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域,靈敏快速地檢測生物標記物對于重大疾病的早期診斷具有重要意義。由于其高效、穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點,自由基聚合反應(yīng)在放大生物分子檢測信號方面具有巨大的應(yīng)用潛力。因此,我們開發(fā)了兩種原位引發(fā)自由基聚合的策略用于放大液晶檢測器信號,從而提高其檢測靈敏度。1.通過N-羥基琥珀憒亞胺酯(NHS-Br)將原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)引發(fā)劑與抗IgG偶聯(lián),進而通過抗原抗體特異性識別將引發(fā)劑標記至抗原表面。引發(fā)劑在催化劑作用下引發(fā)聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)原位聚合從而成功的放大了液晶檢測器的信號。與未經(jīng)聚合物刷修飾的抗原抗體復(fù)合物相比,原位引發(fā)的PHEMA聚合物刷使IgG的檢測下限(LOD)降低至100ng/mL,實現(xiàn)了 10倍的信號放大;2.通過光引發(fā)接枝聚合物用于級聯(lián)放大生物標記蛋白質(zhì)的液晶檢測信號。在信號放大以前,液晶傳感器對原始的牛血清蛋白質(zhì)分子(BSA)的檢測下限大約為10 μg/mL。通過表面接枝聚合物進行級聯(lián)放大檢測信號,可以看到,表面接枝聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯(s-P(PEGMA))表現(xiàn)出了較表面接枝聚甲基丙烯酸羥乙酯(s-PHEMA)和表面接枝聚甲基丙烯酸(s-PMAA)更好的放大效果,(s-P(PEGMA))較未經(jīng)聚合物刷修飾的BSA的檢測極限低104倍,而(s-PHEMA))和(s-PMAA)較未經(jīng)聚合物刷修飾的BSA的檢測極限低102倍。親疏水性研究表明,s-P(PEGMA)修飾的水接觸角和液晶接觸角比s-PHEMA和s-PMAA表面變化更大,意味著不同聚合物材料的表面能會影響液晶分子的取向。該液晶傳感器可用于檢測蛋白尿患者的臨床尿液樣本中的蛋白質(zhì)含量。上述研究表明,原位光引發(fā)接枝聚合物可以有效放大液晶檢測信號,從而實現(xiàn)生物分子的高靈敏檢測。
【圖文】：

體基團和淬滅受體分子相聯(lián)接。當ＦＲＥＴ的供體與受體基團空間距離在１０ｎｍ以逡逑內(nèi)時，供體基團被激發(fā)后，其激發(fā)態(tài)能量可以通過ＦＲＥＴ機制轉(zhuǎn)移至受體基團，逡逑從而使供體基團發(fā)生熒光猝滅效應(yīng)［６］�；谏鲜鲈�，如圖１－２所示，作為聯(lián)接逡逑物的多肽被蛋白酶水解后，ＦＲＥＴ供體－受體基團分離，從而導(dǎo)致ＦＲＥＴ現(xiàn)象的消逡逑失，表現(xiàn)為熒光信號的增加，從而實現(xiàn)對特定蛋白酶的檢測。該原理同樣可應(yīng)用逡逑于抗原分子的檢測，即采用抗原－抗體復(fù)合物聯(lián)接ＦＲＥＴ供體－受體對，當特定抗逡逑原被識別后，，標記有抗體的供體－受體對形成，從而導(dǎo)致ＦＲＥＴ現(xiàn)象的出現(xiàn)，表逡逑２逡逑

Ｂｉ等人設(shè)計了表面固定多肽底物誘導(dǎo)液晶分子平行于表面并產(chǎn)生明逡逑亮的光學(xué)信號。而當胰蛋白酶出現(xiàn)時，將表面的多肽水解，多肽的一部分會離開逡逑表面。肽鏈長度的減少會導(dǎo)致液晶分子垂直取向并產(chǎn)生黑暗的光學(xué)信號，如圖１－逡逑４所示。由此開發(fā)了半定量檢測蛋白酶活性的光學(xué)條形圖，并實現(xiàn)了２邋ｎＭ的檢逡逑測極限［５１］。隨后，Ｃｈｅｎ和Ｙａｎｇ也用類似的方法檢測了胰蛋白酶和糜蛋白酶的活逡逑性，他們在表面固定了具有胰蛋白酶和糜蛋白酶兩種酶切位點的多肽底物，該方逡逑法同樣利用蛋白酶的水解反應(yīng)檢測蛋白酶，其胰蛋白酶的檢測極限為０．０４ｎＭ而逡逑糜蛋白酶的檢測極限是４邋ｐＭｆ５２＞。然而這種方法無法區(qū)分這兩種蛋白酶，所以同逡逑時應(yīng)針對多種蛋白酶的測定方法仍需進行更加深入的研究。逡逑ＮＬＣｓ逡逑Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ逡逑ｍ逡逑■？？ＮＬＣｓ邋Ｐｅｐｔｉｄｅ邋０Ｐｒｏｔｅａｓｅ逡逑圖１－４基于向列液晶（ＮＬＣ）的蛋白酶測定的原理：在目標蛋白酶存在的條件下ＬＣ光學(xué)逡逑結(jié)構(gòu)發(fā)生差異。多肽底物被固定在玻璃基板上，而多肽經(jīng)酶切后改變了基板的表面組成逡逑［？］0逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ邋ｏｆ邋ｎｅｍａｔｉｃ邋ｌｉｑｕｉｄ邋ｃｒｙｓｔａｌ邋（ＮＬＣ）－ｂａｓｅｄ邋ｐｒｏｔｅａｓｅ邋ａｓｓａｙｓ：邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ＬＣ逡逑ｏｐｔｉｃａｌ邋ｔｅｘｔｕｒｅ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｐｒｅｓｅｎｃｅ邋ｏｆ邋ａ邋ｔａｒｇｅｔ邋ｐｒｏｔｅａｓｅ．邋Ｐｅｐｔｉｄｅ邋ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ邋ａｒｅ邋ｉｍｍｏｂｉｌｉｓｅｄ邋ｏｎ邋ｇｌａｓｓ逡逑ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ，邋ａｎｄ邋ｃｌｅａｖａｇｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｅｐｔｉｄｅ邋ｓ
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O631;O657

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本文編號：2692291