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近来,纳米/微米结构材料因为具有良好的科学研究价值和应用前景,而引起了广人科研工作者的关注。随着科学技术的发展,人们对具有良好性质的纳米微米结构材料的需求也越来越高。而纳米粒子组装技术正是以简单、灵活、可控的方法,将不同微纳米颗粒的优越特性进行复合,而成为人们各感兴趣的研究课题也成为了科研工作者面临的一个挑战。本工作从胶体化学的角度,采用纳米组装技术得到不同的微纳结构,并探讨了这些结构在生物应用如免疫传感以及酶固定化等方面的应用。
1)利用聚联乙炔囊泡(PDA)遇外界干扰可变色的性质,以抗体作为主要的生物识别分子,藻毒素单体MC-LR为识别靶标,研究了抗体抗原的相互作用。研究结果表明,随着表面抗体的增加,PDA检测MC-LR的灵敏度先增加后降低。位阻效应阻碍了,进一步增加的抗体与抗原的结合,因此优化PDA表面的抗体修饰量,可以较好的提高聚联乙炔囊泡的检测能力。
2)随后,我们设计以新型树枝状表而活性剂分子(C18N3)制备的囊泡为仿生修饰层进行第一次信号扩增,以金纳米颗粒标记的抗体为二次信号扩增手段,基于石英晶体微天平(QCM)对藻毒素MC-LR进行了检测。这种方法不同于以前利用磷脂囊泡修饰的方法,而采用人工合成的表面活性剂代替。并且同样克服了传统QCM传感器检测灵敏度低的不足,检测藻毒素MC-LR最低可至1ng/mL。
3)提出了应用具有两个酰胺胺基的“树枝”分子(C18N3),在聚苯乙烯微球表面组装成膜,进一步制备出形貌及尺寸可控的金纳米核壳材料。该复合材料在近红外区域的等离子共振吸收峰,为生物应用奠定了基础。同时考察了所获得的材料在玻片上组装所得到的简易“芯片”对羊抗人免疫球蛋白(anti-h-IgG)与人免疫球蛋白(h-IgG)之间作用的识别。实验证明,我们制备的金核壳结构玻片在20min内即可达到较好的10ng/mL的最低检测限。
4)我们还利用单分散聚苯乙烯微球的二维有序阵列为模板,以“树枝状”表而活性剂C18N3分子为连接剂,组装得到不同尺寸金颗粒修饰的金核壳材料阵列。并考察了其在葡萄糖氧化酶固定体系中的应用。研究发现,有序组装的金核壳阵列可以较好的提高葡萄糖氧化酶的催化活性和循环利用性。