本文關(guān)鍵詞：基于雙層分子印跡聚合物膜的表面等離子體共振傳感器的研究

  更多相關(guān)文章： 表面等離子體共振(SPR) 雙層分子印跡膜 雌二醇 睪酮 雌酮

【摘要】：表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技術(shù)是一種新興的生化分析檢測(cè)手段,具有靈敏度高、樣品無(wú)需純化、可以實(shí)施實(shí)時(shí)快速檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療診斷、食品安全等領(lǐng)域。但是由于SPR技術(shù)對(duì)目標(biāo)分子沒(méi)有選擇性,需要與專(zhuān)一性強(qiáng)的識(shí)別元件聯(lián)用。分子印跡聚合物具有專(zhuān)一性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),將分子印跡聚合物用于SPR傳感器,可以定量地分析各類(lèi)化學(xué)小分子,是傳感器識(shí)別元件的最佳選擇。傳統(tǒng)的單分子印跡膜只能檢測(cè)有機(jī)相中的模板分子,但是大部分模板分子是存在于水相環(huán)境中的。為了解決這一難題,本文合成了一種雙層分子印跡薄膜,并將其與SPR傳感器聯(lián)用,用以檢測(cè)水相環(huán)境中的多種激素模板分子。這一方法具有能夠檢測(cè)低濃度的模板分子,并且制備簡(jiǎn)單,檢測(cè)快速,重復(fù)利用次數(shù)多。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:1.利用現(xiàn)場(chǎng)光聚合的方法合成了雌二醇雙層分子印跡膜,運(yùn)用原子力顯微鏡、掃描電鏡、接觸角儀等分析測(cè)試技術(shù)進(jìn)行表征。并運(yùn)用SPR傳感裝置對(duì)分子印跡膜進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示:此分子印跡膜能夠檢測(cè)低達(dá)2.5×10-13mol/L的雌二醇溶液,在2.5×10-13-2.5×10-9mol/L范圍內(nèi),線性相關(guān);選擇與雌二醇目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)相似的睪酮等五種類(lèi)似物進(jìn)行選擇性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明所合成的分子印跡膜有很好的選擇專(zhuān)一性。選擇性較好;可進(jìn)行10次重復(fù)洗脫吸附過(guò)程;最后將此傳感裝置運(yùn)用于檢測(cè)海水實(shí)體環(huán)境中的雌二醇,檢測(cè)效果較好。2.合成睪酮雙層分子印跡膜,并將其作為識(shí)別元件應(yīng)用于SPR傳感器上檢測(cè)睪酮。運(yùn)用原子力顯微鏡、紅外光譜、接觸角儀等分析測(cè)試技術(shù)對(duì)所合成分子印跡膜進(jìn)行表征。運(yùn)用SPR傳感裝置對(duì)雙層分子印跡膜進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示:此雙層分子印跡膜能夠檢測(cè)低達(dá)10-12mol/L的睪酮溶液,在10-12-10-8 mol/L范圍內(nèi),線性相關(guān);選擇與睪酮目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)相似的黃體酮等五種物質(zhì)作為類(lèi)似物進(jìn)行選擇性洗脫吸附實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明所合成的印跡膜有很好的選擇專(zhuān)一性;可進(jìn)行7次重復(fù)洗脫吸附過(guò)程;最后將此傳感裝置運(yùn)用于檢測(cè)海水實(shí)體環(huán)境中的睪酮,檢測(cè)效果較好。3.合成雌酮雙層分子印跡膜并將其用于檢測(cè)水相環(huán)境中的雌酮分子。運(yùn)用SPR傳感裝置對(duì)雙層分子印跡膜進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示:此雙層分子印跡膜能夠檢測(cè)低達(dá)2.5×10-12mol/L的雌酮溶液,在2.5×10-12-2.5×10-8 mol/L范圍內(nèi),線性相關(guān);選擇與雌酮目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)相似的睪酮等五種物質(zhì)作為類(lèi)似物進(jìn)行洗脫吸附實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明所合成的雙層分子印跡膜具有很好的選擇專(zhuān)一性;可以進(jìn)行10次重復(fù)洗脫吸附過(guò)程;能夠進(jìn)行多次重復(fù)利用;最后將此傳感裝置運(yùn)用于檢測(cè)海水實(shí)體環(huán)境中的雌酮,檢測(cè)效果較好。4.探索了雙層分子印跡膜的機(jī)理。主要從兩個(gè)方面進(jìn)行研究,一個(gè)是每一層分子印跡膜的單體模板交聯(lián)劑的比例對(duì)吸附效果的影響。外層的分子印跡膜在合成過(guò)程中所使用的交聯(lián)劑較多,起到保護(hù)內(nèi)層膜的目的。另一個(gè)是兩層膜的厚度對(duì)吸附效果的影響,內(nèi)層分子印跡膜的比例占絕大部分,主要利用內(nèi)層分子印跡膜上的活性識(shí)別位點(diǎn),內(nèi)層比較厚,所含有的識(shí)別位點(diǎn)也比較多。外層分子印跡膜主要起保護(hù)的作用,所以外層的印跡膜厚度比較薄。
【關(guān)鍵詞】：表面等離子體共振(SPR) 雙層分子印跡膜 雌二醇 睪酮 雌酮
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O631.3
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 緒論14-34
• 1.1 表面等離子體共振技術(shù)概述14-21
• 1.1.1 表面等離子共振基本原理15-17
• 1.1.2 SPR傳感系統(tǒng)的分類(lèi)和組成部分17-19
• 1.1.3 SPR傳感器的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用領(lǐng)域19-21
• 1.2 分子印跡技術(shù)概述21-30
• 1.2.1 分子印跡技術(shù)原理22-23
• 1.2.2 分子印跡技術(shù)方法23-25
• 1.2.3 分子印跡聚合物的構(gòu)成25-27
• 1.2.4 分子印跡物聚合引發(fā)方式27-28
• 1.2.5 分子印跡技術(shù)的應(yīng)用28-29
• 1.2.6 基于分子印跡聚合物膜的表面等離子體共振傳感器研究29-30
• 1.3 選題意義與研究?jī)?nèi)容30-34
• 1.3.1 選題意義30-32
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容32-34
• 第2章 SPR系統(tǒng)構(gòu)建34-44
• 2.1 引言34-35
• 2.2 表面等離子體共振傳感器系統(tǒng)的構(gòu)建35-37
• 2.2.1 傳感器系統(tǒng)的構(gòu)建35-37
• 2.2.2 Kretschmann耦合方式37
• 2.3 SPR光譜影響因素及條件優(yōu)化37-39
• 2.3.1 棱鏡及玻璃基片材料選擇37-38
• 2.3.2 金屬材料的選擇及膜厚優(yōu)化38-39
• 2.4 表面等離子共振芯片的制備39-43
• 2.4.1 傳感芯片的組成39
• 2.4.2 LaSFN9玻璃基片的預(yù)處理39-40
• 2.4.3 金膜的蒸鍍及表面等離子體共振光譜表征40
• 2.4.4 自組裝膜 (Self-Assembled Monolayer, SAM)40-41
• 2.4.5 分子印跡膜的制備41-43
• 2.5 結(jié)論43-44
• 第3章 基于分子印跡聚合物膜傳感器檢測(cè)雌二醇44-66
• 3.1 引言44-45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法45-48
• 3.2.1 儀器和試劑45-46
• 3.2.2 金芯片表面硫醇自組裝46
• 3.2.3 SPR芯片表面制備雙層分子印跡膜46-47
• 3.2.4 表征方法47
• 3.2.5 雌二醇雙層分子印跡膜的檢測(cè)47-48
• 3.3 結(jié)果與討論48-65
• 3.3.1 雌二醇分子印跡膜的表征48-53
• 3.3.2 雌二醇雙層分子印跡膜的洗脫性能53-54
• 3.3.3 雌二醇雙層分子印跡膜的吸附性能54-61
• 3.3.4 雌二醇雙層分子印跡膜的選擇專(zhuān)一性61-64
• 3.3.5 雌二醇雙層分子印跡膜的重復(fù)利用性能64
• 3.3.6 海水中雌二醇雙層分子印跡膜的檢測(cè)64-65
• 3.4 結(jié)論65-66
• 第4章 基于雙層分子印跡膜的表面等離子體共振傳感器檢測(cè)睪酮66-81
• 4.1 引言66-67
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法67-69
• 4.2.1 儀器和試劑67
• 4.2.2 金芯片表面硫醇自組裝67
• 4.2.3 SPR芯片表面制備雙層分子印跡膜67-68
• 4.2.4 表征方法68-69
• 4.2.5 睪酮雙層分子印跡膜的檢測(cè)69
• 4.3 結(jié)果與討論69-79
• 4.3.1 睪酮分子印跡膜的表征69-74
• 4.3.2 睪酮雙層分子印跡膜的洗脫性能74-75
• 4.3.3 睪酮雙層分子印跡膜的吸附性能75-77
• 4.3.4 睪酮雙層分子印跡膜的選擇專(zhuān)一性77-78
• 4.3.5 睪酮雙層分子印跡膜的重復(fù)利用性78-79
• 4.3.6 海水中睪酮雙層分子印跡膜的檢測(cè)79
• 4.4 結(jié)論79-81
• 第5章 基于雙層分子印跡膜的表面等離子共振傳感器檢測(cè)雌酮81-93
• 5.1 引言81-82
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法82-84
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料82
• 5.2.2 金芯片表面硫醇自組裝82-83
• 5.2.3 SPR芯片表面制備雙層分子印跡膜83
• 5.2.4 雌酮雙層分子印跡膜的檢測(cè)83-84
• 5.3 結(jié)果與討論84-91
• 5.3.1 SPR共振圖譜表征雌酮分子印跡膜的表征84-86
• 5.3.2 雌酮雙層分子印跡膜的洗脫性能86-87
• 5.3.3 雌酮雙層分子印跡膜的吸附性能87-89
• 5.3.4 雌酮雙層分子印跡膜的選擇專(zhuān)一性89-90
• 5.3.5 雌酮雙層分子印跡膜的重復(fù)利用性90-91
• 5.3.6 海水中雌酮雙層分子印跡膜的檢測(cè)91
• 5.4 結(jié)論91-93
• 第6章 雙層分子印跡膜傳感機(jī)理初步探討93-110
• 6.1 引言93-94
• 6.2 雙層分子印跡膜的傳感機(jī)理探討94-109
• 6.2.1 每層印跡膜單體，模板，，交聯(lián)劑的比例對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響94-101
• 6.2.2 每層印跡膜的厚度比例對(duì)傳感效果的影響101-109
• 6.3 結(jié)論109-110
• 第7章 總結(jié)與展望110-113
• 7.1 論文完成的工作110-111
• 7.2 課題展望111-113
• 參考文獻(xiàn)113-133
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單133-134
• 致謝134-135
• 作者簡(jiǎn)介135

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王克珍;雌二醇化學(xué)發(fā)光免疫測(cè)定法的建立[J];臨床檢驗(yàn)雜志;2004年04期

2 余興龍,閆子波,王鼎新;基于相位檢測(cè)SPR生物傳感器的數(shù)值模擬[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年02期

3 翁璇;鄭小林;楊軍;;SPR生物傳感器及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J];中國(guó)醫(yī)療器械雜志;2006年05期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 蔡浩原;一種新型表面等離子體諧振（SPR）生化分析系統(tǒng)的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2003年

2 夏寧;表面等離子體激元共振技術(shù)在阿爾茨海默病和癌癥生物標(biāo)志物檢測(cè)中的應(yīng)用[D];中南大學(xué);2012年

本文編號(hào)：615109