论文部分内容阅读
生命活动中生物分子及生物体系状态的检测对于医学诊断具有相当重要的作用。目前,在生物分子及生物体系状态的检测中常用的方法是大型仪器检测,大型仪器虽然保证了检测的准确率,却带来了高额的检测费用和低下的检测效率,无法广泛应用于实际检测中。立足于开发一种对生物分子及生物体系状态进行快速检测的新方法,本文构建了一种新型可视阵列传感器系统,并应用这种阵列传感器由浅入深地对氨基酸、蛋白质及细胞代谢液进行了识别研究。本文完成的主要工作包括以下两个方面:1、完成了卟啉可视阵列传感器系统的设计与实现。在系统构建中主要进行了四方面的工作:可视阵列传感器系统的硬件设计、软件设计、传感芯片设计及芯片上传感材料的筛选。通过硬件设计实现了传感芯片反应前后的图像采集,通过软件设计实现了反应前后芯片数据的采集、图像的处理、可视化指纹响应差谱图的输出和数据的保存。通过传感芯片设计和芯片上传感材料的筛选,得到了一种对生物分子和生物体系具有强大识别能力和广谱识别效果的传感芯片。最终实现了可视阵列传感器系统的集成化和便携化。2、应用构建的卟啉可视阵列传感器系统开展了对生命活动中重要生物分子及生物体系状态的检测研究。分布有序的进行对生命小分子氨基酸、生命大分子蛋白质、生命大分子蛋白质的混合物系统、复杂生物物质体系全细胞代谢物的识别研究。分析结果显示,本文构建的可视阵列传感器系统能够显著的区别不同的氨基酸,并且反映出不同氨基酸之间的性质和结构差异;本文构建的可视阵列传感器系统能够显著的区分不同的蛋白质及蛋白质混合体系,并且反映出几类蛋白之间在性质和结构上的真实差异,同时,通过分析可以得出,混合蛋白与传感阵列的相互作用方式并不是几种纯蛋白与阵列作用方式的简单叠加,它们之间还存在更为复杂的相互作用关系;本文构建的可视阵列传感器系统能够对同种细胞不同生长周期以及不同种细胞分别进行显著区别。本文研究表明,卟啉可视阵列传感器系统能够实现对重要生物分子及生物体系状态的快速检测,并且具有检测时间短、检测费用低、分辨能力强等优点,未来可能成为一种重要的医学诊断方法。