用于小分析檢測的液晶生物傳感研究.pdf

1、小分子及蛋白質在人的生命活動中是不可或缺的重要物質。因此，對于小分子及蛋白質的檢測也是一項重要的內容。而由于小分子物質分子量小、體積小等性質的限制，相對于大分子物質的檢測來說實現小分子的檢測更為困難。
　　 液晶生物傳感器是Abbott研究組將物相介于液態(tài)和晶態(tài)之間性能獨特（即具有液態(tài)的流動性也具有晶態(tài)的光學各向異性）的液晶材料應用于生物傳感檢測技術中提出的一種新型生物傳感器。由于其具有靈敏度高、易于操作等特點受到越來越多的分析

2、研究者的關注。
　　 本文運用核酸適配體與小分子特異性識別作用，構建具有靈敏度高、特異性強、操作簡單、成本低等特點的新型液晶生物傳感方法，實現小分子的快速檢測。具體內容如下:
　　 (1)發(fā)展了一種基于裂開型適配體的新型液晶生物傳感系統(tǒng)，以“適配體-靶分子-適配體”的方式相互特異性結合形成穩(wěn)定的夾心結構來檢測三磷酸腺苷(ATP)。將含部分ATP識別片段的寡核苷酸單鏈探針作為捕獲探針固定在經三乙氧基丁醛基硅烷/N，N-二甲

3、基-N-十八烷基-3-氨丙基三甲基硅烷(TEA/DMOAP)混合組裝膜修飾的玻片表面。當ATP存在時，分別含有ATP識別片段的兩部分適配體寡核苷酸單鏈與ATP相互特異性結合形成“適配體-ATP-適配體”三元復合物，結合前后空間幾何結構的變化促使液晶分子取向排列變化，從而導致光學信號發(fā)生變化，來實現ATP的檢測。本實驗對實驗條件、選擇性、以及傳感器的檢測性能進行了考察。實驗結果表明:該方法的靈敏度較高，檢測ATP的濃度可低至10 nM，并

4、且具有良好選擇性。
　　 (2)構建了一種基于胸腺嘧啶-汞離子-胸腺嘧啶(T-Hg2+-T)特異性配位作用的液晶生物傳感器，實現了Hg2+的高靈敏檢測。新設計探針分別為富含胸腺嘧啶(T)的發(fā)卡型探針、富含T的單鏈探針及末端帶有活潑氨基的單鏈探針。將末端帶有活潑氨基的單鏈探針作為捕獲探針固定在TEA/DMOAP混合組裝膜修飾的玻片基底表面，當待測液中有Hg2+存在時，由于T-Hg2+-T特異性配位作用，能夠有效誘導富含T的發(fā)卡型探

5、針與富含T的單鏈探針發(fā)生堿基錯配形成穩(wěn)定的剛性雙鏈結構，并促使發(fā)卡探針打開，所釋放出其余堿基與固定在基底表面的捕獲探針堿基互配結合至玻片基底表面。結合前后空間構象及幾何尺寸發(fā)生改變，導致液晶生物傳感器在偏光顯微鏡下觀察到的光學信號圖像從均一黑色變?yōu)轭伾r明的織構圖像。從而實現對Hg2+的高靈敏檢測。檢測Hg2+濃度可低至0.1 nM。
　　 (3)提出了一種基于構象轉換的裂開型核酸適配體與ATP特異性結合的液晶生物傳感方法檢測A

6、TP。設計具有發(fā)卡型結構和末端帶有活潑氨基的兩條分別含有部分ATP核苷酸適配體序列的核苷酸探針鏈。將末端帶有活潑氨基的單鏈探針作為捕獲探針固定在經TEA/DMOAP誘導液晶分子垂直排列的混合組裝膜修飾的玻片表面。當存在ATP時，捕獲探針、發(fā)卡型探針與ATP相互結合形成三元復合物而促使發(fā)卡打開并固定在玻片基底表面。構象發(fā)生變化，引發(fā)光學信號改變。從而實現對ATP的檢測。該方法能夠有效減少非特異性吸附對實驗的影響，具有較高的靈敏度和選擇性。