几种刺激-响应性分子印迹电化学生物传感器的构建及应用
发布时间：2021-02-02 15:09
分子印迹聚合物（MIPs）是指通过分子印迹技术合成对特定目标分子具有特异性识别和选择性吸附的一类智能材料,其制备方法简单、成本低且稳定性好,可广泛应用于分离科学、生物化学传感器、模拟酶催化和药物输送等领域。在MIPs的发展过程中,小分子印迹技术发展迅速,而蛋白质分子印迹技术发展相对缓慢,这主要是因为蛋白质的分子量和体积较大、结构复杂,导致其在印迹过程中传输扩散效率较低、吸附/脱附较难。为实现目标蛋白的高效快速捕获和释放,本文研制了几种刺激-响应性蛋白质印迹电化学传感器（SR-MIPs/GCE）,通过引入不同刺激源（光源、气体、温度和电场）,来调控SR-MIPs/GCE与目标蛋白之间的相互作用,实现了蛋白质的富集、萃取和检测。该策略不仅解决了传统蛋白质分子印迹技术中目标物洗脱难、传质速率慢等难题,而且提高了传感器的印迹效率。主要内容及结论如下:1)通过自由基聚合法构建了高灵敏的牛血清白蛋白（BSA）印迹温度响应性电化学传感器（T-MIPs/GCE）。T-MIPs/GCE中的聚N-异丙基丙烯酰胺（PNiPAAm）链在较低临界溶解温度（LCST）下会发生亲水/疏水构象的转变,这种构象的转变会...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图1-1分子印迹聚合过程示意图
第一章 文献综述优点，应用在各个领域。因此，以简单易得的纳米材料为基底制备得到的具有表面积大、结合速度快和结合容量高等特点[53-56]。1）SiO2纳米粒子：SiO2纳米粒子作为表面印迹法中较为常见的基底，具好、尺寸可控、表面易修饰、制备简便和化学稳定性强等优点[58]。Zhangt ber 方法合成单分散的 SiO2，随后用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTE到改性的 SiO-NH2，以 SiO-NH2为基底制备了牛血红蛋白（BHb）表面印从牛血样中分离和富集 BHb，研究了表面印迹聚合物在生物领域的应用]研究发现，APTES，苄基三乙氧基硅烷（BTES），正丙基三乙氧基硅烷（P三乙氧基硅烷（HMTEOS）作为功能单体，在氨基修饰的硅烷表面形成亲键作用位点，实现类似天然抗体的结合位点（图 1-2）。合成方法简便，对强的选择性和亲和力，有望代替天然受体。
子发生可逆的结合。糖蛋白具有重要生理意义并作为临床诊断的疾病标志物，和许多疾病的发生息息相关。但其表达丰度很低，因此在复杂体系中特异性、高灵敏的检测糖蛋白极具挑战性。硼酸亲和表面 MIPs 的制备为糖蛋白的专一性识别提供了极大的可能。至今为止，硼酸亲和表面印迹法是检测复杂样品中糖蛋白的最有效途径[66, 67]。Liu 等人[68]在硼酸亲和MIPs的研究中构建了多种经济有效的策略，并在亲和分离[69]、癌细胞靶向[70]以及临床诊断[71, 72]等领域应用。他们研究了光刻硼酸亲和分子印迹法用来替代硼酸的 UV 引发聚合法。制备了具有强专一性、生物兼容性、抗干扰能力和高稳定性等优点于一体的糖蛋白大孔 MIPs 整体薄层的微阵列芯片，并用于生物样品中痕量AFP 的临床诊断。随后，Liu 等人考察了定向可控制备 MIPs 的方法，开发了硼酸亲和可控定向制备表面印迹方法。该方法高效且便捷，原理图见图 1-3，首先在硼酸修饰后的基底表面固定目标蛋白，以生物兼容性好的分子作为单体进行聚合，形成厚度可控的聚合层。该策略可以根据目标蛋白的尺寸来调节聚合时间从而实现可控印迹层的制备，该方法制备简便，适用性广。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分子印迹的蛋白质识别及应用研究进展[J]. 贺燕庭,白璟,林子俺. 科学通报. 2019(13)
[2]分子印迹电化学传感器的研究进展[J]. 李春涯,王长发,王成行,胡胜水. 分析科学学报. 2006(05)
本文编号：3014903
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图1-1分子印迹聚合过程示意图
第一章 文献综述优点，应用在各个领域。因此，以简单易得的纳米材料为基底制备得到的具有表面积大、结合速度快和结合容量高等特点[53-56]。1）SiO2纳米粒子：SiO2纳米粒子作为表面印迹法中较为常见的基底，具好、尺寸可控、表面易修饰、制备简便和化学稳定性强等优点[58]。Zhangt ber 方法合成单分散的 SiO2，随后用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTE到改性的 SiO-NH2，以 SiO-NH2为基底制备了牛血红蛋白（BHb）表面印从牛血样中分离和富集 BHb，研究了表面印迹聚合物在生物领域的应用]研究发现，APTES，苄基三乙氧基硅烷（BTES），正丙基三乙氧基硅烷（P三乙氧基硅烷（HMTEOS）作为功能单体，在氨基修饰的硅烷表面形成亲键作用位点，实现类似天然抗体的结合位点（图 1-2）。合成方法简便，对强的选择性和亲和力，有望代替天然受体。
子发生可逆的结合。糖蛋白具有重要生理意义并作为临床诊断的疾病标志物，和许多疾病的发生息息相关。但其表达丰度很低，因此在复杂体系中特异性、高灵敏的检测糖蛋白极具挑战性。硼酸亲和表面 MIPs 的制备为糖蛋白的专一性识别提供了极大的可能。至今为止，硼酸亲和表面印迹法是检测复杂样品中糖蛋白的最有效途径[66, 67]。Liu 等人[68]在硼酸亲和MIPs的研究中构建了多种经济有效的策略，并在亲和分离[69]、癌细胞靶向[70]以及临床诊断[71, 72]等领域应用。他们研究了光刻硼酸亲和分子印迹法用来替代硼酸的 UV 引发聚合法。制备了具有强专一性、生物兼容性、抗干扰能力和高稳定性等优点于一体的糖蛋白大孔 MIPs 整体薄层的微阵列芯片，并用于生物样品中痕量AFP 的临床诊断。随后，Liu 等人考察了定向可控制备 MIPs 的方法，开发了硼酸亲和可控定向制备表面印迹方法。该方法高效且便捷，原理图见图 1-3，首先在硼酸修饰后的基底表面固定目标蛋白，以生物兼容性好的分子作为单体进行聚合，形成厚度可控的聚合层。该策略可以根据目标蛋白的尺寸来调节聚合时间从而实现可控印迹层的制备，该方法制备简便，适用性广。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分子印迹的蛋白质识别及应用研究进展[J]. 贺燕庭,白璟,林子俺. 科学通报. 2019(13)
[2]分子印迹电化学传感器的研究进展[J]. 李春涯,王长发,王成行,胡胜水. 分析科学学报. 2006(05)
本文编号：3014903
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