【摘要】：液晶是一種處于液體和晶體之間的特殊物質(zhì)狀態(tài),兼具液體的流動(dòng)性和晶體的光學(xué)各向異性,因其具有這種物理性質(zhì)被用作敏感元件來(lái)構(gòu)建液晶生物傳感器。液晶傳感器主要是利用液晶的雙折射特性,通過(guò)改變傳感器基底膜的組裝情況來(lái)控制液晶分子的取向,使得其在偏光顯微鏡下顯示出不同的光學(xué)信號(hào),進(jìn)而達(dá)到檢測(cè)目標(biāo)物的目的。對(duì)比與其他檢測(cè)方法,該方法具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)需標(biāo)記,響應(yīng)快速、所呈現(xiàn)的光學(xué)信號(hào)肉眼可觀等優(yōu)點(diǎn),在生物檢測(cè)方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值,目前液晶生物傳感器在生物分子的分析檢測(cè)領(lǐng)域已有涉及。本課題結(jié)合液晶生物傳感器的優(yōu)勢(shì),將其應(yīng)用到人類β防御素-2的檢測(cè),并對(duì)如何降低該方法的檢測(cè)限做了一定的研究和探討,具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:1、基于硅烷化試劑自組裝膜法制備傳感器基底。傳感器基底經(jīng)過(guò)3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)/二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化銨(DMOAP)混合醇溶液組裝氨基化膜,再利用戊二醛(GA)對(duì)組裝膜進(jìn)行醛基化修飾用以偶聯(lián)生物分子。用原子力顯微鏡和接觸角測(cè)量結(jié)果表征基底組裝情況,制成液晶池后通過(guò)偏光顯微鏡觀察圖像,根據(jù)圖像的明暗程度判斷液晶分子的取向。最終結(jié)果顯示:當(dāng)APTES與DMOAP體積比為3:1,GA含量為2%時(shí),光學(xué)圖像為均一的黑色圖案,不會(huì)產(chǎn)生背景干擾。2、基于直接免疫反應(yīng)構(gòu)建液晶生物傳感器用以檢測(cè)HBD-2。GA上的一個(gè)醛基與HBD-2抗體上的氨基反應(yīng),從而將HBD-2抗體固定在制備好的傳感器基底膜上。當(dāng)固定在基底表面的HBD-2抗體與一定濃度范圍內(nèi)的HBD-2特異性結(jié)合后,基底表面形貌發(fā)生變化,引起液晶分子的排列取向的變化,導(dǎo)致光學(xué)信號(hào)發(fā)生變化,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)HBD-2的檢測(cè)。當(dāng)HBD-2的含量高于5.0 ng·mL~(-1)時(shí),可觀測(cè)到明顯的光學(xué)圖像變化,當(dāng)HBD-2濃度在5~150 ng·mL~(-1)范圍內(nèi)時(shí),光學(xué)圖像的平均灰度強(qiáng)度與HBD-2濃度具有良好的線性關(guān)系,線性方程為:線性相關(guān)系數(shù)R~2為0.9989,HBD-2的檢測(cè)限為4.95 ng·mL~(-1)。3、基于競(jìng)爭(zhēng)免疫反應(yīng)構(gòu)建液晶生物傳感器用以檢測(cè)HBD-2。GA上的一個(gè)醛基與HBD-2上的氨基反應(yīng),從而將HBD-2固定在制備好的傳感器基底膜上。固定在基底表面的HBD-2與樣品中的待測(cè)HBD-2競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合HBD-2抗體的結(jié)合位點(diǎn),隨著待測(cè)樣中HBD-2的變化,結(jié)合至基底表面的HBD-2抗體的量會(huì)發(fā)生變化,從而基底表面形貌發(fā)生變化,引起液晶分子的排列取向的變化,導(dǎo)致光學(xué)信號(hào)發(fā)生變化,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)HBD-2的檢測(cè)。當(dāng)HBD-2濃度在1~10 ng·mL~(-1)范圍內(nèi)時(shí),光學(xué)圖像的平均灰度強(qiáng)度與HBD-2濃度具有良好的線性關(guān)系,線性方程為:,線性相關(guān)系數(shù)R~2為0.9956,HBD-2的檢測(cè)限為0.53 ng·mL~(-1)。4、納米金-HBD-2抗體復(fù)合物的制備。主要采用檸檬酸鈉還原法制備了尺寸大小別為13 nm的納米金,優(yōu)化了AuNPs-HBD-2抗體復(fù)合物的制備條件。采用紫外一可見吸收光譜、透射電子顯微鏡和納米粒徑分析方法對(duì)所合成的納米金以及AuNPs-HBD-2抗體復(fù)合物進(jìn)行表征。結(jié)果表明所合成的納米金穩(wěn)定均勻,制備的AuNPs-HBD-2抗體性質(zhì)穩(wěn)定,為后續(xù)制備一種基于納米金信號(hào)放大的液晶生物傳感器檢測(cè)HBD-2奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

2圖 1-2 人類 β 防御素的分子結(jié)構(gòu)及其二硫鍵連接方式[17]Fig. 1-2 Molecular structure of human β defensing and its disulfide bond connection[17]1.1.2 人類 β 防御素-2 的簡(jiǎn)介HBD-2 是防御素抗菌肽家族的一員，HBD-2 首先從發(fā)炎的皮膚中分離出來(lái)，它是第一個(gè)在與微生物接觸時(shí)被轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控的 β 防御素。白細(xì)胞介素 1β（Interleukin-1β；IL-1β）、革蘭陽(yáng)性菌（Gram positive bacteria）、革蘭陰性菌（Gram-negativebacteria）、

圖 1-1 人類 α-防御素的分子結(jié)構(gòu)及其二硫鍵連接方式[17]Fig. 1-1 Molecular structure of human α defensin and its disulfide bond connection[17]
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212.3;R446.6

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本文編號(hào)：2699552