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聚联乙炔(PDA)由于其独特的共轭结构和突出的光电性能,被广泛应用于光电器件和传感领域。聚联乙炔型传感器相对于其他种类的传感器具有简单,快速,灵敏,可以实现肉眼识别的突出优点,已经被用于病毒、细菌、离子、温度等的传感识别。近年来,检测目标物的种类越来越多,对传感器的特异选择性识别提出了更高的要求。随着检测芯片的微型化,检测环境的复杂化,实现聚联乙炔传感器的多样化检测和可逆性识别是聚联乙炔传感器发展的必然趋势。本论文针对现阶段提出的挑战,通过物理组装和化学合成的方法,分别制备了具有不同检测意义的聚联乙炔型生物传感器。
主要内容包括:
1、构筑具有高检测灵敏度的聚联乙炔囊泡(PDAV)复合微球传感器,用于生物分子的检测。利用层层组装(Layer-by-Layer)的技术手段将聚联乙炔囊泡组装在聚苯乙烯(PS)微球的表面,形成具有加固作用的复合微球。通过组装条件的控制,可以控制PDA在PS球表面的吸附量,实验中对最佳吸附次数进行了对比分析,发现当吸附三次时,所制得的PS@PDAV复合微球最稳定,同时具有最好的检测灵敏度。通过在PS@PDAV表面固定H5N1抗体探针,可以实现对禽流感病毒H5N1的特异性识别,实验中对抗体浓度进行了优化,在最佳抗体浓度下,可以实现对H5N1的快速肉眼检测。利用激光共聚焦显微镜(LSCM)对PS@PDAV的荧光信号进行检测,检测限可达1 ng/mL。
2、利用改进的合成方法合成制备聚酰胺取代的PDA树枝状分子—PDA-G0。利用这种新型的联乙炔衍生物分子制备的囊泡水溶液不同于未修饰的聚联乙炔囊泡水溶液和乙二胺修饰的聚联乙炔(PDA-NH2),PDA-G0的囊泡溶液显示出良好的热可逆性质,在20℃-90℃之间可以实现热可逆变色。通过混合干燥的方法制备的PDA-G0/PMMA复合膜在常温下表现出良好的光稳定性,更有趣的是,PDA-G0/PMMA复合膜相对于PDA-G0的囊泡溶液来说具有更宽的热可逆变色温度区间,在20℃-110℃之间具有很好的可逆变色响应,并且可以重复多次。此外,还制备了基于PDA-G0的检测试纸,试纸不仅具有热可逆的性质,还可以检测空气中的盐酸气体,为后面的实际应用奠定了基础。