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多孔硅的制备、修饰及其在生物芯片领域的应用

作　者: 纪建明
导　师: 段潜
学　校: 长春理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 电化学腐蚀法多孔硅蛋白质芯片抗体检测单糖芯片
分类号: TQ127.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着多孔硅光致发光现象的报道,多孔硅逐渐引起人们的关注,并得到了广泛的研究。同样被认为能够产生革命性影响的生物芯片技术在“后基因组计划”时代也取得了快速的发展。本论文将二者结合在一起,利用多孔硅的高孔隙率、大的比表面积、高的反应活性,将多孔硅作为一种基底材料应用于生物芯片的构建。研究内容如下：(1)首先应用自制电解池采用双槽电化学阳极腐蚀法制备了大面积(12mm×58mm)且腐蚀均匀的多孔硅基底,通过扫描电子显微镜观察到在优化条件下制备的多孔硅表面纳米结构规整,孔洞分布均匀,排列致密,孔径在15nm左右。随后通过硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的处理,成功的引入环氧基团,获得了环氧修饰的多孔硅基底。(2)以小鼠免疫球蛋白G (IgG)与兔抗小鼠IgG抗体的相互作用为模型证明多孔硅表面修饰环氧基团后能作为一种基底材料用于蛋白质芯片的构建。实验发现兔抗小鼠IgG抗体检测的灵敏度与多孔硅基底制备时所采用的腐蚀电流密度、腐蚀时间、氢氟酸浓度有关。当腐蚀电流密度为500mA/cm2,腐蚀时间为450s,电解液中氢氟酸浓度为25%时,小鼠IgG在多孔硅基底上的固定量最大,小鼠IgG芯片对兔抗小鼠IgG抗体检测的灵敏度最高,检测限为10ng/mL,检测的线性范围为316ng/mL～10μg/mL。相比于平板单晶硅和环氧玻璃片,多孔硅为基底的IgG芯片对兔抗小鼠IgG抗体的检测具有较宽的线性范围和较低的检测限。实验表明,多孔硅材料能够作为一种性能优越的基底材料用于蛋白质芯片的构建,并应用于蛋白质间相互作用的研究。(3)将优化条件下的多孔硅基底材料用于单糖微阵列芯片的制作,考察了半乳糖与蓖麻子凝集素和甘露糖与伴刀豆蛋白A (Gal-β与RCA,Man-α与ConA)之间的相互作用。实验表明,多孔硅为基底的单糖微阵列芯片能够有效的应用于糖与凝集素相互作用的研究。

多孔硅的制备、修饰及其在生物芯片领域的应用

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