基于聚多巴胺薄膜的無標(biāo)記光電免疫傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用.pdf

1、光電免疫傳感是將光電轉(zhuǎn)換過程與生物大分子的識(shí)別相結(jié)合而發(fā)展起來的一種新型傳感技術(shù)。由于其裝置簡(jiǎn)單，易于微型化，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、靈敏的分析檢測(cè)而被廣泛研究。光電轉(zhuǎn)換層和生物探針識(shí)別界面是光電傳感器中兩個(gè)重要的組成單元。高性能的光電免疫傳感器必須有機(jī)合理地結(jié)合光電轉(zhuǎn)換界面和生物傳感界面，并綜合考慮信號(hào)的穩(wěn)定性、可重現(xiàn)性及生物識(shí)別的靈敏度和選擇性。目前，多數(shù)光電免疫傳感器的構(gòu)建較為復(fù)雜，涉及多步驟的表面修飾用于界面構(gòu)筑，有些還使用光電材料標(biāo)記抗體

2、，力圖提高光電流響應(yīng)。這可能會(huì)破壞光電/傳感界面的穩(wěn)定性和選擇性，并損害光電檢測(cè)無標(biāo)記的優(yōu)勢(shì)。本文針對(duì)這一研究現(xiàn)狀，提出：光電免疫傳感器的構(gòu)筑不能以追求高光電轉(zhuǎn)化效率為目的，因?yàn)樵诠怆娒庖邆鞲兄袦y(cè)量的是光電流的變化，而非光電流本身，因而構(gòu)建具有簡(jiǎn)單而穩(wěn)定可靠的光電轉(zhuǎn)換/生物傳感界面是光電免疫傳感的核心問題。在此思路指導(dǎo)下，聚焦具有共價(jià)偶聯(lián)活性和光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)的聚多巴胺（polydopamine, PDA）薄膜，構(gòu)建了一類基于PDA薄膜的光

3、電免疫傳感器，采用各種物理表征手段和電化學(xué)方法對(duì)光電免疫傳感器的結(jié)構(gòu)、光電轉(zhuǎn)換性能和檢測(cè)性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，并應(yīng)用于蛋白質(zhì)的免疫檢測(cè)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用PDA薄膜修飾氧化鋅（ZnO）納米棒，構(gòu)建了一種新型光電免疫傳感器。在傳感器構(gòu)建過程中，首先使用低溫水浴法制備ZnO納米棒陣列，然后利用浸泡法將PDA生長(zhǎng)于納米棒的表面，得到具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合納米材料。PDA薄膜作為光敏材料能有效吸收光子能量并進(jìn)行電荷拆分，并將電荷注入

4、ZnO納米棒，構(gòu)建穩(wěn)定光電轉(zhuǎn)換界面；與此同時(shí)，PDA直接與蛋白質(zhì)分子發(fā)生共價(jià)結(jié)合，從而將蛋白質(zhì)分子固定于光電極表面，由此成功構(gòu)建簡(jiǎn)單、可靠的光電免疫傳感器。光電免疫傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)蛋白的高靈敏檢測(cè)，最低檢測(cè)限達(dá)到10 pg mL-1。這個(gè)工作利用了PDA的光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)和生物偶聯(lián)活性來實(shí)現(xiàn)生物傳感檢測(cè)，為PDA在光電免疫檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了概念證明和實(shí)驗(yàn)展示。⑵在PDA薄膜的輔助下，于ZnO納米棒上生長(zhǎng)分布均勻的硫化鎘（CdS）納米顆粒，