血红蛋白层层组装新技术研究文献综述

 2023-10-09 10:52:21

文献综述

科学和技术发展最重要的挑战之一就是进一步实现对微观的控制和研究,这就意味着要利用化学手段自下而上(bottom-up)来构建分子水平上器件和机器,即从原子或分子开始建造微观结构。

随着微电子技术和生物工程这两项高科技的互相渗透,分子开关实际上已为研制分子器件提供了可能。所谓分子开关泛指结构上组织化了的具有“开/关”功能的化学体系。它也是指具有双稳态的量子化体系,当外界光、电、热、磁、酸碱度等条件变化时,分子的形状、化学键的生成或断裂、振动以及旋转等性质会随之变化,通过这些几何和化学的变化,能实现信息传输的功能。利用电化学能代替化学氧化还原作用,具有开、关简便快捷的优势。

智能化表面(smartsurface)通常是指具有可操控开关功能的生物应用表面。智能化表面性质的可逆操控,是在外界激励下发生的。它可以由聚合物、有序自组装膜、纳米材料(特别是金属氧化物)等组成,激励它发生性质可逆转化的因素包括温度、光照、电场、pH值、溶剂等等。从而在宏观上,使整个表面呈现出亲疏水性、光学性质、带电性等性质的可逆转化,即可呈现出“开/关”的性质。

电化学生物传感器作为一门多学科交叉的高新技术为检测水体污染物提供了一种简便、高效、快速、低成本、准确的检测方法,在诞生至今的几十年间获得了蓬勃发展。然而,稳定性差、寿命短仍是限制电化学生物传感器实际应用的主要问题。

在传感器的酶电极修饰层引入纳米材料是一种有效提高传感器灵敏度,提升传感器稳定性和使用寿命的方法。血红蛋白微囊作为一种性能优异的电极材料已经被广泛应用在能源环境等领域,其在电化学生物传感器中的应用研究较少。血红蛋白(hemoglobin, Hb)为人体红细胞中的一种主要蛋白质,是血液中运输氧的主要物质。由于其具有类酶的性质、确定的结构以及分布的广泛性,Hb长期以来一直是氧化还原蛋白质直接电化学以及生物传感研究的理想模型。表面三维结构是影响血红蛋白基纳米微囊表面物质传递行为的重要因素。研究基于血红蛋白(Hb)微囊的pH敏感传感器构建,利用壳聚糖将巯基丙酸包被的CdTe量子点(QDs)修饰的Hb固载于玻碳电极表面,构建了一种新型的电化学生物传感器。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外-见(UV-vis)光谱对组装过程进行表征。

参考文献

[1] 刘颖.基于表面分子开关的生物传感器新方法研究[D].复旦大学,2007.

[2] 李广录,何涛,李雪梅.核壳结构纳米复合材料的制备及应用[J].化学进展, 2011, 23(6): 1081-1089.

[3] 谢翔,张春,王志华.微电子技术在生物医学中的应用与发展[J].电路与系报,2003(02):80-85.

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