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有序排列的联乙炔分子,在紫外光照射下发生聚合。聚联乙炔的线性骨架的离域π电子,在可见光区产生π-π*跃迁,显示特有的蓝色。聚联乙炔传感器表面的分子识别反应,可以引起聚联乙炔颜色从蓝色转变为红色,是一种直观的视觉变化,以聚联乙炔为传感器件构筑生物传感器不断涌现。
首先,我们研究了表面活性剂与聚联乙炔囊泡、磷脂/聚联乙炔混合囊泡的相互作用。表面活性剂与聚联乙炔囊泡相互作用主要为静电和疏水相互作用。静电作用促进阳离子表面活性剂分子吸附在囊泡表面,疏水相互作用促进表面活性剂分子的碳氢链插入到囊泡的疏水区域,引起聚联乙炔骨架构象变化,导致变色响应。在聚联乙炔囊泡中加入磷脂,可以促进表面活性剂与囊泡的相互作用。
其次,我们制备了具有生物分子识别功能的聚联乙炔囊泡,即糖脂功能化的磷脂/聚联乙炔混合囊泡(三元糖脂、磷脂和聚联乙炔混合囊泡),可以快速地比色检测大肠杆菌。适当提高磷脂的含量和适当提高溶液的pH可以放大生物传感器的信号。二元糖脂和聚合联乙炔混合囊泡也可以比色检测大肠杆菌,糖脂是大肠杆菌和囊泡之间相互作用的生物配基;相对柔性的糖脂微区,有利于聚合联乙炔骨架的构象转变和降低变色过程的活化能,提高检测灵敏性。
最后,我们将聚联乙炔变色囊泡应用于免疫检测。抗体通过共价键连接在联乙炔囊泡的表面,紫外光照射引发联乙炔聚合,得到蓝色的聚联乙炔囊泡-抗体连接体。加入抗原,发生在囊泡表面的免疫反应,干扰聚联乙炔骨架的构象,导致聚联乙炔囊泡溶液的颜色由蓝色逐渐变化为红色。聚联乙炔囊泡免疫传感器的比色响应值与抗原浓度、免疫反应持续时间等有关。免疫反应引起囊泡聚集。在囊泡中加入磷脂,可以提高聚联乙炔囊泡免疫检测的灵敏性。