覆盖向列相液晶的侧边抛磨光纤对磷脂酶PLA2的传感特性研究

发布时间：2020-09-17 07:46

　　液晶被称为液态晶体,状态介于液态和固态之间,所以其具有液态的流动性又具有晶体的光学特性。液晶因为其性质的特殊被广泛的应用于各类电子显示屏中。向列相液晶分子因其取向排列的有序性,在1998年首次被利用在了对生物分子传感领域。此项技术因其特异性好、无需标记等特点引起了广泛学者的关注,并被逐渐应用于生物医学的研究领域。磷脂酶(PLA2)是一种重要的细胞膜酶,其主要作用是与细胞内的磷脂反应以达到生物体代谢的正常进行。在医学领域中,磷脂酶(PLA2)被作为一些疾病的标志物而成为重要检测对象,比如哮喘、胰腺炎和癌症等的检测中。现今的磷脂酶浓度检测往往复杂繁琐,且大多不能达到在线检测效果。所以,研究一种可在线、简易的检测磷脂酶传感器十分有意义。考虑到侧边抛磨光纤也被广泛应用于传感领域的研究,且其具有体积小、制备简单、灵敏度高、可远距离传输等特点,本文提出并制作了一种新型覆盖向列相液晶(nematic liquid crystal,NLC)的侧边抛磨光纤(side-polished fiber,SPF)磷脂酶传感器。本论文的创新成果如下:(1)结合SPF存在倏逝波原理及NLC分子取向受分子间作用偏转特性,设计了一种新型的基于覆盖向列相液晶的侧边抛磨光纤(NLC-SPF)磷脂酶传感器,此传感器具有可在线监控、成本低廉、无需标记的优点。(2)提出了NLC与SPF结合的制备新方法,实现了NLC-SPF光纤传感器件的制备。并研究了不同的制备工艺下,NLC-SPF的生物分子传感特性的影响。其中包括:裸侧边抛磨光纤在未覆盖液晶时对磷脂和PLA2的响应不敏感,光纤传输功率保持不变;没有磷脂参与下制备的侧边抛磨光纤PLA2传感器,不能达到对PLA2检测,光纤传输功率变化无规律;对裸侧边抛磨光纤表面进行锚定处理对磷脂酶浓度的检测有促进作用(检测浓度为10nMol/L时,灵敏度约为1dB/h变化为40dB/h左右);提升环境温度(4℃)对磷脂酶传感器的制备有促进作用(制备时间从约20h变化为9h以内)。(3)对该器件测得结果提出新颖的方法进行磷脂酶浓度测量。本方法采用对PLA2检测时光功率下降数(1dB和5dB)所需时间和对应浓度取对数的方法测试两种情况下的响应特性,发现当检测磷脂酶范围在100nMol/L-1nMol/L时,线性相关度在0.99以上。
【学位单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP212;O753.2
【部分图文】：

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图 1.1 (a)磷脂分子的结构示意图[3]；(b) 生物膜的磷脂双分子层结构示意图[4]图 1.2 四种类型的磷脂酶水解磷脂不同支链的示意图[5]1.1.2 研究意义PLA2 在磷脂的脱酞化等反应及维持细胞内磷脂代谢的过程中，都具有极其重要

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图 1.2 四种类型的磷脂酶水解磷脂不同支链的示意图[5]脂的脱酞化等反应及维持细胞内磷脂代谢的过程中，都具有极与了前列腺素的合成，这种合成作用容易诱发一系列的疾病，比酶不仅参与促进细胞分裂、迁移以及存活，还对癌症的产生、用[8]。研究表明，PLA2 被应用在淋巴癌等化疗药物的研发中[9]。有意义。量磷脂酶的方法包括以下几种：滴定法、比色法、核磁共振光谱析法等[10,11]。目前磷脂酶测定较常用的方法为放射标记法，但同射性标记，这样便加大了检测的难度以及容易造成磷脂结构改变Abbort 研究小组报道了一种新的测试磷脂酶的方法[12]。这种方法

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暨南大学硕士学位论文4与近晶相液晶，如图1.3（c）。胆甾相液晶的长轴按螺旋方向旋转360°时能回到初始取向，因而这个有周期性的层间距被称为胆甾相液晶的螺距[16]。其螺距长度的数量级和可见光波长相当，因而也被利用在对光学传感的研究中。图1.3 三类液晶分子形态排列示意图[15]液晶的光学特性：液晶具有液体的流动性，又具有类似于晶体的各向异性，其主要体现为光学特性，即晶体的双折射特性（birefringence）[17]。晶体的双折射特性是指当一束单色光线通过晶体时，由于经过界面折射，光学被分成两束。其中的一束折射光线遵守折射定律，称为寻常光（o光，originary ray）；另一束光线不遵循折射定律，称为非寻常光(e光

【参考文献】