基于弱相互作用构筑的液晶传感平台用于检测生物分子

发布时间：2021-07-15 07:10

　　近年发展起来的液晶传感平台,具有构造简单、成本低、特异性强和灵敏度高等优势,为生物分子的检测开辟了一条重要途径。液晶传感平台利用加入目标物后微小的理化性质的变化来诱导液晶分子的排列取向发生变化,同时能够将这种变化以光学信号的方式输出,从而实现对目标物的检测。鉴于此,本论文以4-氰基-4’-戊基联苯（5CB）热致液晶为传感基底,基于主客体作用和静电作用等分子间弱相互作用构筑了液晶传感平台,并用于检测石胆酸、α-淀粉酶以及凝血酶等生物分子,主要采用偏光显微镜（POM）观察传感平台的光学响应信号,辅助使用等温滴定量热仪（ITC）和表面张力仪对生物分子的响应机理进行探究。论文的主要内容分为以下四个部分:第一章介绍了液晶、液晶传感平台和分子间弱相互作用等方面的相关背景知识,以及近年来液晶传感平台在检测领域的国内外研究现状,并提出了本论文的研究思路。第二章基于主客体作用构筑液晶传感平台,利用竞争的主客体作用实现了对石胆酸的特异性检测。当把十二烷基硫酸钠（SDS）/β-环糊精（β-CD）复合物加入到液体-液晶界面上的时候,由于SDS几乎被完全包覆在β-CD的内腔里,溶液本体中没有游离的SDS吸附在液... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

液晶传感平台的光学检测原理[3]

（ＴＶ－Ｄｉｍｅｔｈｙｌ－ｊＶ－ｏｃｔａｄｅｃｙｌ－Ｓ－ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ?ｃｈｌｏｒｉｄｅ，ＤＭＯＡＰ）和?３－??氨丙基三甲氧基娃焼（（３－Ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ，ＡＰＳ）。其中，ＯＴＳ?和??ＤＭＯＡＰ都是长链烷基含有１８个碳原子的硅烷化试剂，能诱导液晶分子垂直排??列。当这两种分子在玻璃基底上组装时，其长链烷基的伸展方向垂直于基底表面，??在基底表面形成纳米级沟槽，诱导液晶分子顺从烷基链方向进行垂直排列。也有??学者认为长链烷基的引入，诱导液晶分子呈垂直排列是通过降低基底表面的极性??表面能实现的。而ＡＰＳ由于所含的烷基链较短，只能使液晶分子采取平行的排??列方式。??如图１－４为采用自组装硅烷化试剂法构筑的液体－液晶传感平台基底的示意??图，用硅烷化试剂处理玻璃表面，使基底烷基化，随后将铜网或者金网放置在玻??璃基底上，用微量注射器将澄清透明的液晶５ＣＢ注入到铜或金网格中，再用毛??细管吸走多余的液晶，以保证得到均匀平整的液晶界面，加入修饰剂或者待检测??的目标溶液后在偏光显微镜下观察液晶的光学图像。??????

分析检测这些物质对于生命体的认识以及相关疾病的诊断尤为重要??［２５］。Ｓｃｈｗａｒｔｚ教授课题组采用阳离子型表面活性剂一十八烷基三甲基溴化铵??（Ｏｃｔａｄｅｃｙｌ－ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ?ｂｒｏｍｉｄｅ，ＯＴＡＢ）修饰液晶界面，进而构筑了检??测ＤＮＡ的液晶传感平台［４］。研宄发现ＯＴＡＢ和单链ＤＮＡ（Ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔｒａｎｄｅｄ?ＤＮＡ，??ｓｓＤＮＡ）之间的静电作用可以扰乱ＯＴＡＢ对液晶的锚定，力口入ｓｓＤＮＡ之后，液??晶分子的排列由垂直转变成倾斜。当引入与ｓｓＤＮＡ互补的ＤＮＡ序列后，这两个??互补ｓｓＤＮＡ会优先通过碱基互补配对原则进行杂交，形成稳定的双螺旋结构，??同时减弱对ＯＴＡＢ的作用，此时ＯＴＡＢ会重新诱导液晶分子垂直排列。通过该??方法可以实现对ＤＮＡ的高灵敏和高特异性检测，并能够识别喊基错配的ＤＮＡ??序列。随后该课题组在上述研宄基础之上探宄了核酸适配子和相应的配体对液晶??排列的影响［２６］，如图１－５，适配子加入后会降低ＯＴＡＢ的界面密度，进而减弱??表面活性剂对液晶垂直排列的诱导；而适配子相应的配体对液晶的影响与互补??ｓｓＤＮＡ相类似，配体加入后与适配子结合，使ＯＴＡＢ重新诱导液晶分子垂直排??列，液晶的光学形貌发生由亮到暗的变化。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]弱相互作用调控表面活性剂自组装（Ⅰ）——弱相互作用的分类[J]. 任姝静,郑利强,孙继超.  日用化学工业. 2018(11)
[2]液晶的历史[J]. 崔英敏,吕刚.  现代物理知识. 2006(03)

硕士论文
[1]表面活性离子液体构筑的分子有序聚集体[D]. 程妮.山东大学 2015



本文编号：3285258