湖南日報·新湖南客戶端6月7日訊

可視化傳感能夠通過肉眼識別發(fā)光強度或顏色的改變來實現(xiàn)對待測物的分析，傳感過程具有操作簡便、不依賴大型昂貴儀器、成本低廉等優(yōu)點因而成為分析檢測領(lǐng)域的研究熱點。然而肉眼對光強或顏色的分辨能力有限且具有較大主觀性，因而現(xiàn)階段的可視化傳感大多只能對分析物進(jìn)行定性或半定量檢測。

近日，湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院周虎教授課題組與理論有機化學(xué)與功能分子教育部重點實驗室鄧克勤課題組合作，通過對毛細(xì)現(xiàn)象的深入觀察與分析，利用楊.拉普拉斯方程從理論上預(yù)測了毛細(xì)管內(nèi)壁親疏水性的變化影響液體毛細(xì)上升的運動規(guī)律。他們在此基礎(chǔ)上提出了基于巰基-烯點擊化學(xué)觸發(fā)毛細(xì)管內(nèi)壁浸潤性變化的定量可視化傳感新策略。

依照上述策略，他們設(shè)計了兩款基于巰基-烯點擊化學(xué)的毛細(xì)管傳感器實現(xiàn)了對人體血液中的重要生物小分子谷胱甘肽和膽固醇的可視化定量檢測(圖1)。為了檢測谷胱甘肽，他們制備了乙烯基硅烷修飾的內(nèi)壁疏水毛細(xì)管;吸入含谷胱甘肽待測液后，在紫外光照射下，親水的谷胱甘肽分子與毛細(xì)管內(nèi)壁表面乙烯基發(fā)生偶聯(lián)使得毛細(xì)管的親水性增加，從而導(dǎo)致毛細(xì)管液面上升。為了檢測膽固醇，他們制備了巰基硅烷修飾的內(nèi)壁親水毛細(xì)管;吸入含膽固醇待測液后，在紫外光照射下，疏水的膽固醇分子與毛細(xì)管內(nèi)壁表面巰基發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)使得毛細(xì)管的疏水性增加，從而導(dǎo)致毛細(xì)管液面下降。最終通過毛細(xì)管中水柱高度的變化便可方便地實現(xiàn)對目標(biāo)分子的定量可視化檢測。該毛細(xì)管傳感器具有靈敏度高、操作簡單、無需大型儀器和低成本等優(yōu)勢，其在臨床診斷領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，尤其適用于缺乏先進(jìn)分析儀器設(shè)備的經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)。

基于點擊化學(xué)與毛細(xì)吸附原理的定量可視化檢測谷胱甘肽與膽固醇的傳感器設(shè)計及工作原理

Scheme 1. Design and Working Principle of the Visual Quantitative Sensing Strategy Based on Thiol?Ene Click Chemistry and the Capillary Adsorption Principle for GSH and Cholesterol (Chol) Detection.

這一研究成果發(fā)表在分析化學(xué)領(lǐng)域Top期刊《Analytical Chemistry》上，文章第一作者為2018級碩士研究生王毫(已被華南理工大學(xué)錄取為2021級博士研究生)，通訊作者為湖南科技大學(xué)鄧克勤副教授與周虎教授，第一單位為湖南科技大學(xué)。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金(21776067、81970195、21675049)與湖南省杰出青年基金(2020JJ2014)的支持。

責(zé)編：蔣睿

來源：湖南科技大學(xué)