[發明專利]一種用于檢測牛血清白蛋白的液晶生物傳感器及其構建方法和應用

有效

• 申請號: 201811053024.8
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109270271B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 尚亞卓;黃想容;金鈞;劉洪來
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;上海典雅生物科技有限公司
• 主分類號: G01N33/68
• 分類號: G01N33/68;G01N21/23
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 任艷霞

本發明涉及一種用于檢測牛血清白蛋白的液晶生物傳感器及其構建方法和應用。所述用于檢測牛血清白蛋白(BSA)的液晶生物傳感器，包含基本組分：A：4?氰基?4’?戊基聯苯(5CB)；組分B：正辛基三氯硅烷(OTS)以及組分C：復配溶液12?3?12/[C_12mim]Br。本發明液晶生物傳感器帶負電的蛋白質BSA與帶正電的12?3?12/[C_12mim]Br單分子膜之間的靜電引力和疏水作用破壞了液晶分子的排列，實現了對BSA的檢測。本液晶生物傳感器具有響應快、靈敏度高、無需標記、構造簡單、成本低等優點，為生物分子的檢測提供了一個操作簡單而又靈敏的在線實時監測平臺。

技術領域

本發明涉及生化檢測方法，具體涉及用于牛血清白蛋白(BSA)檢測的液晶生物傳感器及其構建方法和應用。

背景技術

蛋白質、酶等生物大分子是生命體內重要的組成成分，因此實現生物分子的快速、準確檢測已成為當今研究熱點之一，在分子生物學、醫學檢驗、環境檢測、食品加工和國防軍事等領域具有重大的意義。現有的生物分子檢測方法主要有光譜法、色譜法、電化學法和埃爾曼法等。但這些方法需要復雜的儀器和操作方法，成本高且需要標記分子。液晶分子因其獨特的性質，逐漸被引入到傳感器領域。液晶生物傳感器是基于液晶分子能在特殊敏感膜表面呈有序的空間取向，敏感膜與特定的生物分子發生相互作用后，液晶分子取向發生變化，進而導致傳感器偏光顯微圖象的顏色和光亮度發生變化，從而實現對生物分子的檢測。由于液晶生物傳感器具有靈敏度高、選擇性高、檢測速度快、無需標記、構造簡單、成本低等優點，為生物分子的檢測提供了一個操作簡單而又靈敏的在線實時監測平臺。

近年來，液晶生物傳感器作為一種新型獨特的生物分子檢測方法，引起了研究者的興趣。Hu^[1]等人用摻雜了三油酸甘油酯的5CB液晶傳感器測定了脂肪酶的活性，因為脂肪酶可以與三油酸甘油酯發生酶促反應生成油酸，油酸可以在界面上誘導液晶分子定向排列，實現了液晶分子取向變化而產生光學響應。利用液晶傳感器也可以測定胰蛋白酶的活性。類似地，液晶傳感器也可以用來測定乙酰膽堿酯酶(AChE)，它能夠有效地水解乙酰膽堿。Wang^[2]等工作者采用基于陽離子表面活性劑的液晶傳感器來檢測乙酰膽堿酯酶，陽離子表面活性劑為氯化肉豆蔻酰膽堿(Myr)。把Myr加入到液晶與溶液界面上，可以形成一層穩定的Myr膜，誘導液晶分子呈豎直排列而引起光學圖片由亮變暗。由于AChE可以酶催化水解Myr自組裝層為肉豆蔻酸和膽堿，因此將AChE加入到界面上，光學圖片由暗變亮，通過該方法可以檢測AChE。類似地副交感神經興奮劑對酶促反應有抑制作用，因此可以通過該方法檢測AChE的抑制劑。Brake^[3]等利用磷脂在水溶液和液晶界面自主裝形成單層膜，通過水溶液-液晶界面上發生的配體-受體特異性相互作用以及酶解作用破壞磷脂單層膜，引起液晶分子排列取向的變化，進而實現對蛋白質和酶的特異性檢測。

在大多數傳感器中，采用表面活性劑分子作為液晶-溶液界面處的自主裝分子，表面活性劑分子的脂肪鏈與液晶分子的疏水作用是液晶分子能夠在界面處取向的原因。液晶分子的取向對于脂肪鏈的類型、分支程度、共軛等都極為敏感。因此，選擇最佳的表面活性劑分子誘導液晶分子取向對于構建傳感器極為重要。常用的表面活性劑有SDS、CTAB、Tween-20等傳統表面活性劑。由于雙子表面活性劑具有較低的臨界膠束濃度、豐富的聚集形態、更高的表面活性，潤濕性、更強的疏水微區、更強的自組裝能力以及很好的協同能力，因此，可以作為自組裝分子被用于液晶生物傳感器。

BSA是牛血清中的一種球蛋白，包含583個氨基酸殘基，分子量為66.430kDa，等電點為4.7。被廣泛應用于生化研究、遺傳工程和醫藥研究、醫藥保健食品、維持滲透壓、pH緩沖、載體作用。

發明內容