《高靈敏液晶DNA生物感測技術研究》是依託湖南大學，由吳朝陽擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高靈敏液晶DNA生物感測技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳朝陽
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
液晶生物感測器是利用液晶對偏振光的雙折射特性，監測液晶取向改變引起的相關光學信號的新型感測器，具有構造簡單、易於微型化、陣列化的特點，其顏色和灰度變化能提供豐富的化學信息，適合生物分子快速和高通量檢測。核酸作為生命現象中不可缺少的生物大分子，其定量測定是詮釋核酸結構和功能的基礎，在生命科學、臨床醫學和食品檢驗的研究中有著重要的意義。本項目擬建立信號增強的高靈敏液晶DNA新型感測器技術。擬採用多種方案設計合成誘導液晶材料垂直取向排列自組裝膜；用滾環擴增和納米粒子標記增強法構建液晶DNA分析信號增強體系，擾亂液晶材料有序排列，實現對DNA的高靈敏度檢測，深入探討液晶材料與感測器界面的誘導機理，探索生物大分子、金屬納米顆粒對有序液晶的的擾亂作用，總結其規律，發展新型的高靈敏液晶DNA生物感測器。
結題摘要
將最新科技成果引入分析化學，發展新的分析方法，是分析方法學研究的永恆主題。液晶型生物感測器利用檢測目標結合前後，液晶分子在敏感膜表面的取向發生變化，導致感測器的顏色和光亮度發生變化，從而實現對生物分子的檢測，感器構造簡單，並可以通過感測器顏色的變化為使用者及時提供化學生物反應的信息, 並且很容易實現感測器的微型化和陣列化，在生命科學、臨床醫學和食品檢驗領域具有廣闊的套用前景。但先前的液晶生物感測器主要用於分析監測蛋白質、抗原-抗體以及核酸等生物分子的相互作用,方法的檢測靈敏度有待提高,尤其在小分子檢測方面面臨較大的困難。 本項目針對當前液晶生物感測檢測方法靈敏度低的問題，提出了將信號放大技術與液晶生物感測相結合,發展了一系列高靈敏液晶生物感測技術。發展了酶催化金屬沉積信號放大液晶生物感測方法, 利用酶催化調節納米金生長有效地提高了檢測靈敏度，克服了液晶生物感測用於生物小分子的靈敏檢測限制,對抑制劑有機磷的檢測限達0.1 nmol/L; 研究了功能化的納米金作為信號放大手段，用以提高檢測靈敏度, 檢出限達到0.1pM; 設計了一種檢測金屬離子及小分子物質的新方法,建立了將金屬離子對液晶分子的誘導力轉化為DNA雙鏈對液晶分子誘導力的方法，可實現對0.1nM Hg2+離子的檢測;研究了滾環擴增初始信號增強體系, 提出了一種基於滾環擴增信號放大技術的液晶生物感測方法用於SNP分析檢測, 該方法可以檢測到1.5 nM的突變型目標序列，能區別單鹼基錯配序列，在野生序列與突變序列的濃度比為1000:1時仍可以檢測出突變序列。 總之,本項目通過對液晶感測界面的修飾研究，探討了其對液晶分子的有序排列的影響,發展了基於滾環擴增信號增強體系、金納米粒子標記信號增強體系等的一系列高靈敏液晶生物感測器，並研究了DNA分子構象與液晶取向變化光學成像的相關性以及影響,為進一步發展新型液晶生物感測奠定了良好的基礎。 智慧財產權成果： 通過相關液晶生物感測技術研究，發表SCI學術論文15篇,其中影響因子大於5的SCI論文6篇。 人才培養： 本項目人才培養做了大量工作，培養了畢業博士研究生3人,畢業碩士研究生9人。
