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自組裝光子晶體及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

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光子晶體白組裝非標(biāo)記反蛋白石

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功能高分子

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光子晶體由于其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)及廣闊的應(yīng)用前景受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。由單分散膠體納米粒子通過白組裝所形成的光功能材料具有三維周期性有序結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生光子帶隙，調(diào)控光在其中的傳播。波長(zhǎng)位于光子帶隙中的光的傳播將會(huì)受到這種光功能材料的影響并在極大程度上受到抑制。當(dāng)光子帶隙位于可見光范圍內(nèi)時(shí)，能夠觀察到其所對(duì)應(yīng)的明亮的結(jié)構(gòu)色。這種由有序結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色使得光子晶體成為了構(gòu)建新型光學(xué)器件及傳感器的理想結(jié)構(gòu)單元。在過去的幾年里，本課題組在高質(zhì)量光子晶體材料的制備及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用方面做了大量的工作。根據(jù)光子帶隙的位置及所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色能夠通過改變品格常數(shù)或是材料的平均折射率方便地進(jìn)行調(diào)控這一特性，我們研制了可用于腫瘤標(biāo)志物非標(biāo)記分析檢測(cè)，由抗體修飾的具有反蛋白石結(jié)構(gòu)的膠體晶體微球材料，充分利用了微球與特定分析物結(jié)合時(shí)反射光譜會(huì)發(fā)生移動(dòng)這一特性。為了提高檢測(cè)的靈敏度，我們以具有分子印跡的水凝膠作為微球的支架材料。制備所得的印跡膠體晶體微球能夠用于蛋白的非標(biāo)記檢測(cè)，其原理同樣基于蛋白與微球作用時(shí)使得平均折射率和粒子間距發(fā)生改變。最近我們還研制出了了一種基于丙烯酰胺單體和ssDNA交聯(lián)劑聚合，并以其作為支架材料的新型生物響應(yīng)性反蛋白石結(jié)構(gòu)的膠體晶體材料。在這種材料應(yīng)用于檢測(cè)的過程中，我們認(rèn)為DNA適體及DNA交聯(lián)劑之間的特異性雜交是導(dǎo)致材料的衍射發(fā)生移動(dòng)的主要原因。當(dāng)反蛋白石材料與目標(biāo)待測(cè)溶液反應(yīng)時(shí)，適體與目標(biāo)檢測(cè)物之間的結(jié)合反應(yīng)使得適體的構(gòu)型發(fā)生改變，從而引起衍射的改變。我們相信，諸如單鏈DNA或RNA分子等其他種類能夠與多種特定分子發(fā)生特異性結(jié)合的核酸適體同樣也能夠用來作為這類智能材料與器件的識(shí)別單元。

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2013-09-29 16:07:06

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