基于金纳米颗粒生长的液晶生物传感器检测酪氨酸

基 于 金 纳 米 颗 粒 生 长 的 液 晶 生 物 传 感 器 检 测 酪 氨 酸
李 广 ， 陈龙聪 ，陈萌梦 ， 高 斌 ，熊兴 良
（ １ ．重庆医科大学生物 医学工程研究室 ，重庆 ４ ０ ０ ０ １ ６ ； ２ ．重庆大学生 物力 学与组织工程教育部重点实验室 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ４ ）
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高 等 学 校 化 学 学 报
Ｖ ｏ １ ． ３ ４
公司； ４ 一 氰基 ＿ ４ 一 戊 基联 苯 （ ５ Ｃ Ｂ ） 购 自河 北华 晶科技 开发有 限公 司 ； 双 功能试 剂戊 二醛 （ Ｇ Ａ） 购 自重 庆化 学试 剂公 司 ；其余试 剂均 为分 析纯． Ｘ Ｐ － ２ ０ １型偏 光显微 镜 （ 上 海长 方光 学 仪器 有 限公 司 ，配数 码相 机 接 口） ； 佳能 Ａ ６ ４ ０型数 码 相 机 ； Ｓ － ３ ０ ０ ０ Ｎ型扫描 电子显 微镜 （ 日本 日立公 司 ） ； ２ ０ ｍ厚 Ｍ ｙ ｌ ａ ｒ 片（ 广 州舒歌 电子公 司 ） ．
人 员 的 关 注 ，并 相 继 用 于 有 机 毒 物 ¨ 卜 ｊ 、重 金 属 离 子 ¨ ’ 以及生 物 大分子 如蛋 白质¨ 及 核
酸¨
等 的检测 ．但 由于小分 子 对表 面地 貌 影 响小 ，所 以液 晶传 感 器 在 生 物 小分 子 如 氨 基 酸等 的检
测 中尚鲜见 报道 ．
具 有重 要 意义 ．
液 晶（ Ｌ Ｃ） 兼具 液 体 的流动 性及 固体 的光 、电 、磁 等 各 向异 性 等 特 点 ．处 于 向列 型 液 晶态 的 Ｌ ｃ 分 子具 有 长程取 向序 而无 位置 序 ， 这 一独 特 的分子 排列方 式 导致表 面微 小 的地貌 或化 学 结构 变 化 即可 引起其 取 向变化 ｌ ８ Ｊ ，同时此取 向变 化能 传播 至数 十微 米 的液 晶体 中 ，因此 液 晶具 有 很强 的光学 信 号放 大 作用 Ｊ ．自Ａ ｂ ｂ ｏ ｔ ｔ 等¨ 。 。 研制 出基 于锚 泊转 变 （ 取 向变 化 ） 的液 晶 生物 传 感器 以来 ，这种 传 感器 因具 有 响应 快 、 检 出 限低 、 无需 标记 、无需 复杂 和 昂贵 的读 取 装 置和 可 肉眼直 接 检测 等 优 点 ，已引起 研 究
为左旋 多巴 （ Ｌ — Ｄ ｏ ｐ ａ ） ， Ｌ — Ｄ ｏ ｐ ａ还原 生 长 溶 液 中的 Ａ ｕ Ｃ Ｉ ？ ， 生成 Ａ ｕ Ｎ Ｐ ｓ 并 沉 积 于 玻 片 表 面 ，导 致 玻 片 表 面 地 貌
发生变化 ， 这一变化能诱导液 晶取 向发生变化进而调控透光量 ， 从而实现对 Ｔ ｙ ｒ 的检测 ， 且 检测浓度可低 至
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高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ Ｃ ＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｃ ＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｉ ＥＳ
Ｎｏ ． １ １
２ ４ ９ ３～２ ４ ９ ８
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ７ ５ ０ ３ ／ ｃ ｊ ｃ ｕ ２ ０ １ ３ ０ ５ ３ ６
１ 实验 部 分
１ ． １ 试 剂 与仪 器
酪 氨酸 、酪氨 酸酶 （ Ｔ Ｒ ） 、 二 甲基十八 烷 基 （ ３ ． ［ 三 甲氧基 硅 烷 ］ 丙基） 氯化铵（ Ｄ ＭＯ Ａ Ｐ ） 和３ ． 氨丙 基 三 乙氧基 硅烷 （ ３ 一 Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ ） 均 购 自美 国 Ｓ ｉ ｇ ｍ ａ － Ａ ｌ ｄ ｒ ｉ ｃ ｈ公 司 ；氯 金 酸 （ Ｈ Ａ ｕ Ｃ １ ） 购 自上 海 久 岭 化工 有 限
本 文结 合酶 催化 的高 效特 异性 与 Ｌ ｃ的光 学信 号放 大 作 用 ，利 用 酪氨 酸 酶介 导 金 纳米 颗 粒 的生 长 以放大 表 面地貌 变化 ，以诱导 初 始垂 直均 一取 向 的 Ｌ ｃ出 现取 向紊 乱来 调 控 透光 量 的变 化 ，构建 了一 种 高灵 敏 、 高 特异 和低 成本 的 Ｔ ｙ ｒ 检 测方 法 ．
６×１ ０＿ 。ｍｏ Ｌ ／ Ｌ．
关键词
液晶 ；自组装 ；酪氨酸 ；酪氨酸酶 ； 金纳米颗粒
０ ６ ５ ７ ．类号
酪氨 酸 （ Ｔ ｙ ｒ ） 为人体 必需 的氨 基 酸 之一 ，是 人体 合 成 黑 色素 和 神 经递 质 的关 键前 体 ，是诊 断黑 色 素瘤 ¨ Ｊ 、 神经 Ｉ 生疾 病 以 及 早 期 癌 变 等 疾 病 的 重 要 检 测 指 标 ． 目前 ，常 用 的 Ｔ ｙ ｒ 检 测 方 法 包 括 Ａ ｃ ｃ Ｑ — Ｔ ａ ｇ 法 、电位滴 定 法 和高效 液相 色谱 法 等 ．Ａ ｃ ｃ Ｑ — Ｔ ａ ｇ法 的检 出限过 高 ；滴定 法 的终 点难 以 判别 、 特 异性 差 ［ 无 法 区分 色氨酸 （ Ｔ ｒ ｐ ） 或苏 氨酸 （ Ｔ ｈ ｒ ） ］ ， 且 受 客观 环境 影响 较大 ；而高 效 液相 色谱 法 则 存在 分 析成本 高及 测试 时 间长等 缺 点．因此 ， 研 究 一 种 高灵 敏 、高 特异 性 和低 成 本 的 Ｔ ｙ ｒ 检测 方 法
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ６ － ０ ６ ． 基金项 目：国家 自然科学基金（ 批准号 ： ３ ０ ５ ０ ０ １ ２ ５ ） 和重庆市 自然科 学基金 （ 批准号 ： ２ ０ ０ ８ Ｂ Ｂ ５ ３ ９ ５ ） 资助 联 系人简介 ：熊兴 良， 男 ，博士 ，副教授 ， 主要从事生物传感器研究．Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｘ ｘ ｌ ｓ ｏ ｂ ｅ ｒ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｎ
摘要
基于酶介 导金纳米颗粒 （ Ａ ｕ Ｎ Ｐ ｓ ） 生长构建 了液 晶生 物传 感器 ，并用于检测 酪氨酸 （ Ｔ ｙ ｒ ） ．将酪氨 酸酶
（ Ｔ Ｒ） 固定于经戊 二 醛活 化 的二 甲基十 八 烷基 （ ３ 一 ［ 三 甲氧 基硅 烷 ］ 丙基 ） 氯化铵／ ３ 一 氨 丙 基三 乙 氧基 硅 烷 （ Ｄ ＭＯ Ａ Ｐ ／ Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ ） 混合 自组装修饰的玻片表面 ，当向玻 片表面滴加含 Ｔ ｙ ｒ 的生长溶液 时， Ｔ Ｒ催化 Ｔ ｙ ｒ 羟基化