碳点基温敏型分子印迹荧光传感器的制备及其在蛋白质识别中的应用

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蛋白质是生物体最重要的基本物质之一,参与了各种各样的化学生理反应。它们对外界环境非常敏感,不适宜的温度或pH都会使其变性。因此,寻找一种条件温和、简单、快速的蛋白质检测方法显得尤为重要。分子印迹技术是一种特异性识别目标分子的强有力手段。它具有结构可预测性、识别专一性和应用广泛性。因此,被广泛应用于分离、传感和药物输送等方面。碳点(CDs),作为碳纳米材料的一种,具有低毒性、环境友好性和生物兼容性等优良特性,已经被广泛应用于光学传感器中。近年来,结合分子印迹技术的高选择性和碳点的荧光灵敏性,制备的分子印迹荧光传感器从众多检测手段中脱颖而出。基于以上研究背景,本论文以碳点为荧光信号,N-异丙基丙烯酰胺为温敏单体,设计并制备了用以检测蛋白质的温敏型分子印迹荧光传感器。本论文得到国家自然科学基金(Nos.21573058,21303044,21173070)的资助,其主要研究内容如下:1.以聚乙二醇为碳源,1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([AMIm][PF6])为表面钝化剂,[AMIm][PF6]高温产生的HF为诱导剂,一步水热法制备了乙烯基功能化碳点(CDs)。在紫外灯的照射下,该碳点的水溶液显示蓝绿色荧光。对其进行表征,结果表明,该碳点含有C、O和N三种元素,且表面含有-OH、-COOH、-NH2和C=C。2.根据表面印迹法,以乙烯基功能化CDs为荧光信号,氧化石墨烯为基底以增加传质速度,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为温敏单体,制备了检测牛血清蛋白(BSA)的温敏型分子印迹聚合物。荧光分析结果证明了BSA的成功移除与再连接。此外,该传感器成功应用于BSA的定量检测,展现出对BSA较好的专一性和选择性。3.根据表面印迹法,以硅烷化CDs(CDs/Si O2)为荧光信号,NIPAAm为温敏单体,合成了对模板分子溶菌酶具有专一性识别的荧光分子印迹聚合物MIP。MIP对溶菌酶的吸附具有温敏性,可作为一种温度开关控制溶菌酶的释放与连接。该传感器成功应用于溶菌酶的定量检测,具有较宽的检测范围和较低的检测限。研究表明,分子印迹荧光传感器识别溶菌酶过程的荧光猝灭可能归因于MIP和溶菌酶之间的电子转移。
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