幾種刺激-響應(yīng)性分子印跡電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2021-02-02 15:09
分子印跡聚合物（MIPs）是指通過分子印跡技術(shù)合成對特定目標(biāo)分子具有特異性識(shí)別和選擇性吸附的一類智能材料,其制備方法簡單、成本低且穩(wěn)定性好,可廣泛應(yīng)用于分離科學(xué)、生物化學(xué)傳感器、模擬酶催化和藥物輸送等領(lǐng)域。在MIPs的發(fā)展過程中,小分子印跡技術(shù)發(fā)展迅速,而蛋白質(zhì)分子印跡技術(shù)發(fā)展相對緩慢,這主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的分子量和體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致其在印跡過程中傳輸擴(kuò)散效率較低、吸附/脫附較難。為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)蛋白的高效快速捕獲和釋放,本文研制了幾種刺激-響應(yīng)性蛋白質(zhì)印跡電化學(xué)傳感器（SR-MIPs/GCE）,通過引入不同刺激源（光源、氣體、溫度和電場）,來調(diào)控SR-MIPs/GCE與目標(biāo)蛋白之間的相互作用,實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的富集、萃取和檢測。該策略不僅解決了傳統(tǒng)蛋白質(zhì)分子印跡技術(shù)中目標(biāo)物洗脫難、傳質(zhì)速率慢等難題,而且提高了傳感器的印跡效率。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:1)通過自由基聚合法構(gòu)建了高靈敏的牛血清白蛋白（BSA）印跡溫度響應(yīng)性電化學(xué)傳感器（T-MIPs/GCE）。T-MIPs/GCE中的聚N-異丙基丙烯酰胺（PNiPAAm）鏈在較低臨界溶解溫度（LCST）下會(huì)發(fā)生親水/疏水構(gòu)象的轉(zhuǎn)變,這種構(gòu)象的轉(zhuǎn)變會(huì)...
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：155 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖1-1分子印跡聚合過程示意圖
第一章 文獻(xiàn)綜述優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。因此，以簡單易得的納米材料為基底制備得到的具有表面積大、結(jié)合速度快和結(jié)合容量高等特點(diǎn)[53-56]。1）SiO2納米粒子：SiO2納米粒子作為表面印跡法中較為常見的基底，具好、尺寸可控、表面易修飾、制備簡便和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[58]。Zhangt ber 方法合成單分散的 SiO2，隨后用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTE到改性的 SiO-NH2，以 SiO-NH2為基底制備了牛血紅蛋白（BHb）表面印從牛血樣中分離和富集 BHb，研究了表面印跡聚合物在生物領(lǐng)域的應(yīng)用]研究發(fā)現(xiàn)，APTES，芐基三乙氧基硅烷（BTES），正丙基三乙氧基硅烷（P三乙氧基硅烷（HMTEOS）作為功能單體，在氨基修飾的硅烷表面形成親鍵作用位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)類似天然抗體的結(jié)合位點(diǎn)（圖 1-2）。合成方法簡便，對強(qiáng)的選擇性和親和力，有望代替天然受體。
子發(fā)生可逆的結(jié)合。糖蛋白具有重要生理意義并作為臨床診斷的疾病標(biāo)志物，和許多疾病的發(fā)生息息相關(guān)。但其表達(dá)豐度很低，因此在復(fù)雜體系中特異性、高靈敏的檢測糖蛋白極具挑戰(zhàn)性。硼酸親和表面 MIPs 的制備為糖蛋白的專一性識(shí)別提供了極大的可能。至今為止，硼酸親和表面印跡法是檢測復(fù)雜樣品中糖蛋白的最有效途徑[66, 67]。Liu 等人[68]在硼酸親和MIPs的研究中構(gòu)建了多種經(jīng)濟(jì)有效的策略，并在親和分離[69]、癌細(xì)胞靶向[70]以及臨床診斷[71, 72]等領(lǐng)域應(yīng)用。他們研究了光刻硼酸親和分子印跡法用來替代硼酸的 UV 引發(fā)聚合法。制備了具有強(qiáng)專一性、生物兼容性、抗干擾能力和高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)于一體的糖蛋白大孔 MIPs 整體薄層的微陣列芯片，并用于生物樣品中痕量AFP 的臨床診斷。隨后，Liu 等人考察了定向可控制備 MIPs 的方法，開發(fā)了硼酸親和可控定向制備表面印跡方法。該方法高效且便捷，原理圖見圖 1-3，首先在硼酸修飾后的基底表面固定目標(biāo)蛋白，以生物兼容性好的分子作為單體進(jìn)行聚合，形成厚度可控的聚合層。該策略可以根據(jù)目標(biāo)蛋白的尺寸來調(diào)節(jié)聚合時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)可控印跡層的制備，該方法制備簡便，適用性廣。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于分子印跡的蛋白質(zhì)識(shí)別及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 賀燕庭,白璟,林子俺. 科學(xué)通報(bào). 2019(13)
[2]分子印跡電化學(xué)傳感器的研究進(jìn)展[J]. 李春涯,王長發(fā),王成行,胡勝水. 分析科學(xué)學(xué)報(bào). 2006(05)
本文編號(hào)：3014903
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：155 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖1-1分子印跡聚合過程示意圖
第一章 文獻(xiàn)綜述優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。因此，以簡單易得的納米材料為基底制備得到的具有表面積大、結(jié)合速度快和結(jié)合容量高等特點(diǎn)[53-56]。1）SiO2納米粒子：SiO2納米粒子作為表面印跡法中較為常見的基底，具好、尺寸可控、表面易修飾、制備簡便和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[58]。Zhangt ber 方法合成單分散的 SiO2，隨后用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTE到改性的 SiO-NH2，以 SiO-NH2為基底制備了牛血紅蛋白（BHb）表面印從牛血樣中分離和富集 BHb，研究了表面印跡聚合物在生物領(lǐng)域的應(yīng)用]研究發(fā)現(xiàn)，APTES，芐基三乙氧基硅烷（BTES），正丙基三乙氧基硅烷（P三乙氧基硅烷（HMTEOS）作為功能單體，在氨基修飾的硅烷表面形成親鍵作用位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)類似天然抗體的結(jié)合位點(diǎn)（圖 1-2）。合成方法簡便，對強(qiáng)的選擇性和親和力，有望代替天然受體。
子發(fā)生可逆的結(jié)合。糖蛋白具有重要生理意義并作為臨床診斷的疾病標(biāo)志物，和許多疾病的發(fā)生息息相關(guān)。但其表達(dá)豐度很低，因此在復(fù)雜體系中特異性、高靈敏的檢測糖蛋白極具挑戰(zhàn)性。硼酸親和表面 MIPs 的制備為糖蛋白的專一性識(shí)別提供了極大的可能。至今為止，硼酸親和表面印跡法是檢測復(fù)雜樣品中糖蛋白的最有效途徑[66, 67]。Liu 等人[68]在硼酸親和MIPs的研究中構(gòu)建了多種經(jīng)濟(jì)有效的策略，并在親和分離[69]、癌細(xì)胞靶向[70]以及臨床診斷[71, 72]等領(lǐng)域應(yīng)用。他們研究了光刻硼酸親和分子印跡法用來替代硼酸的 UV 引發(fā)聚合法。制備了具有強(qiáng)專一性、生物兼容性、抗干擾能力和高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)于一體的糖蛋白大孔 MIPs 整體薄層的微陣列芯片，并用于生物樣品中痕量AFP 的臨床診斷。隨后，Liu 等人考察了定向可控制備 MIPs 的方法，開發(fā)了硼酸親和可控定向制備表面印跡方法。該方法高效且便捷，原理圖見圖 1-3，首先在硼酸修飾后的基底表面固定目標(biāo)蛋白，以生物兼容性好的分子作為單體進(jìn)行聚合，形成厚度可控的聚合層。該策略可以根據(jù)目標(biāo)蛋白的尺寸來調(diào)節(jié)聚合時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)可控印跡層的制備，該方法制備簡便，適用性廣。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于分子印跡的蛋白質(zhì)識(shí)別及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 賀燕庭,白璟,林子俺. 科學(xué)通報(bào). 2019(13)
[2]分子印跡電化學(xué)傳感器的研究進(jìn)展[J]. 李春涯,王長發(fā),王成行,胡勝水. 分析科學(xué)學(xué)報(bào). 2006(05)
本文編號(hào)：3014903
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