液晶生物传感器是一种基于液晶分子垂直取向变化从而产生光学信号来达到检测目的的传感器。相比于其他检测手段,其具有更低的检测限。然而液晶生物传感器在检测一些小分子(氨基酸)时,由于待测物质体积太小,对液晶扰乱程度低,使得灵敏度降低。而纳米材料具有生物相容好,比表面积大等优点,相对于生物分子体积尺寸更大,因此可以将纳米材料与生物分子进行结合并应用于液晶生物传感器中,可起到信号放大的作用。本课题以纳米金(AuNPs)、纳米银(AgNPs)为信号放大物质,分别与天蚕素B抗体(anti-CB)偶联复合,制备出三种不同偶联复合物,将其用于液晶生物传感器检测天蚕素B中,从而降低了检测限。具体研究内容如下:(1)采用硅烷化试剂法对基底进行自组装。利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、二甲基十八烷基(3-[三甲氧基硅烷]丙基)氯化铵(DMOAP)和戊二醛(GA)对基底进行自组装,DMOAP作为有机硅烷长链可以对液晶分子垂直取向进行诱导,APTES+GA作为功能基团将生物分子固定到基底表面。最后,通过接触角和原子力显微镜对基底表面自组装膜进行表征,确定DMOAP/APTES/GA被成功固定到基底表面,即液晶生物传感器基底构建成功。(2)以AuNPs为信号放大物质,采用物理吸附法制备AuNPs与天蚕素B抗体(anti-CB)偶联复合物(AuNPs-anti-CB),用于检测天蚕素(CB)。利用GA将AuNPs-anti-CB偶联复合物固定在基底表面。依据CB与anti-CB特异性结合,通过AuNPs的放大作用,使液晶分子垂直取向发生较大变化,降低CB的检测限。最后对不同浓度CB及其所对应的图像灰度值进行线性拟合发现,当CB浓度在10-500 ng·mL-1之间时,灰度值与浓度之间呈线性关系为y=0.051x+4.811,CB 的检测限低至 9.28 ng·mL-1。(3)以AuNPs作为信号放大物质,采用化学偶联法制备AuNPs与anti-CB偶联复合物(AuNPs-anti-CB),用于检测CB。利用N-(3-二甲基氨基丙基)-N’-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)活化羧基后的AuNPs与anti-CB之间的化学反应进行偶联,制备以化学键结合的AuNPs-anti-CB偶联复合物。通过复合物中anti-CB上的氨基与基底GA的醛基反应,将其固定在基底表面,利用抗原抗体发生特异性结合使待测物CB固定到基底表面,由于AuNPs比CB体积更大,所以极大地改变了基底表面地貌,使液晶分子垂直序列发生较大改变,降低了 CB的检测限。研究发现当CB浓度在10-200 ng·mL-1之间时,其图像的灰度值与浓度呈线性相关,线性方程为y=0.068x+5.073,检测限低至2.13 ng·mL-1。(4)以AgNPs为信号放大物质,采用化学偶联法制备AgNPs与anti-CB偶联复合物(AgNPs-anti-CB),用于检测CB。借助GA将AgNPs-anti-CB偶联复合物固定在基底上,依据CB与anti-CB特异性结合,通过AgNPs信号放大作用,使液晶分子垂直排列被极大地扰乱,从而起到局部光学信号放大的作用,达到检测更低浓度CB的目的。通过对CB浓度与其对应的图像灰度值之间的线性拟合发现,CB浓度在10-100 ng·mL-1之间时,CB浓度与其对应图像灰度值之间的线性关系为:y=0.353x+3.33,其检测限低至1.02 ng·mL-1。