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分子印迹技术一个非常重要的研究方向是将分子印迹聚合物作为传感器的识别元件。由于作为识别元件的生物活性物质很容易变性失活且种类有限,这就造成了成本的高昂,生物传感器虽然具有较高的灵敏度和特异性,其大规模应用仍将到限制。现在MIPs已经具备了与某些天然分子识别系统相似的选择性和亲和力,如果以它作为识别元件,传感器就可以在保持较高灵敏度和选择性的同时,提高耐受性,延长寿命。基于此,本文结合分子印迹技术和生物传感器技术,建立了一种新型分子印迹传感器,并研究了其对生物大分子的识别作用。
本文以阿特拉津(Atrazine)作为模板分子,采用溶胶-凝胶自组装的方法将阿特拉津印迹聚合物固定到QCM金基片表面,成功实现了对阿特拉津的印迹。然后,分析了印迹膜修饰金基片对阿特拉津的响应性能,结果表明在0.2×10-7-10×10-7 M范围内,阿特拉津浓度与响应频率呈线性关系,并具有较低的检测限:3.5×10-9 M(S/N=3)。通过Scatchard方程对印迹膜与阿特拉津的结合动力学进行了分析,结合常数为1.123×107 M。另外,选择甘草膦、扑草津、西玛津作为干扰物,考察了印迹膜的选择性,印迹传感器对三种干扰物的选择因子分别为0.149、0.095、0.503,结果表明对甘草膦、扑草净的选择性因子较低,而对西玛津的选择性因子相对较高。为了探索产生这种现象的原因,本实验又以西玛津为模板构建了西玛津印迹膜传感器,并研究了一系列不同浓度西玛津的QCM响应值,结果表明当西玛津浓度在2×10-7-25×10-7M范围,与响应频率呈现线性关系,并具有较低的检测限:5.2×10-8M(S/N=3)。同时,我们评价了西玛津印迹传感器的选择性,选择阿特拉津、甘草膦、扑草净作为干扰物,该印迹传感器对三种干扰物的选择性因子分别为0.094、0.052、0.051,数据显示西玛津印迹膜对三种干扰物的选择性因子都很低,这表明该传感器具有良好的抗干扰能力。西玛津印迹传感器的实验结果表明印迹传感器的选择性跟干扰物的分子结构和分子量大小有很大的关系。西玛津印迹传感器的实验结果验证了分子印迹传感器对印迹分子检测的科学性、可行性。将分子印迹技术与电化学的手段相结合,建立了阿特拉津分子印迹电化学传感体系。评价了阿特拉津与印迹膜的结合性能,阿特拉津浓度在5×10-6-20×10-6M范围内与响应电流呈线性关系,具有较低的检测限:5.14×10-7M(S/N=3)。运用计时电流法分析了印迹膜对干扰物甘草膦、扑草净、西玛津的电流响应值,结果表明该印迹电化学传感器具有良好的选择性以及抗干扰性能。