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四川大学李建树教授、秦萌副研究员团队 Small: 超分子结构色水凝胶通过协同驱动力实现高灵敏碱性磷酸酶检测

时间：2023-01-08 来源：浏览：

四川大学李建树教授、秦萌副研究员团队 Small: 超分子结构色水凝胶通过协同驱动力实现高灵敏碱性磷酸酶检测

原创化学与材料科学化学与材料科学

化学与材料科学

微信号 Chem-MSE

功能介绍聚集海内外化学化工、材料科学与工程、生物医学工程领域最新科学前沿动态，与相关机构共同合作，发布实用科研成果，结合政策、资本、商业模式、市场和需求、价值评估等诸要素，构建其科技产业化协同创新平台，服务国家管理机构、科研工作者、企业决策层。

收录于合集

#碱性磷酸酶 2 个

#生物传感器 11 个

#水凝胶 37 个

#光子晶体 6 个

#超分子交联 2 个

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将水凝胶引入到薄膜或光子晶体结构中制备的具有结构色的水凝胶在可视化生物传感方面极具应用潜力。该类传感器的设计通常是基于传感器 - 待测物相互作用引起水凝胶基质内的电荷变化，或通过化学方法将识别基团接枝到聚合物链上，以实现水凝胶的显著体积变化，从而引起传感器颜色变化。通过前者制备的传感器抗干扰能力较差，而基于后一类策略设计的传感器虽然具有较好的检测特异性，但通常涉及较复杂的合成，因此亟待开发一种简便制备高性能结构色水凝胶传感器的方法。

四川大学李建树教授、秦萌副研究员团队 设计了一种易于制备的超分子结构色水凝胶生物传感器用于碱性磷酸酶 (ALP) 的高灵敏检测。首先将丙烯酰胺（ AAm ）和 [2-( 丙烯酰氧基 ) 乙基 ] 三甲基氯化铵 (DMAEA-Q) 引入光子晶体结构中，共聚制备聚阳离子水凝胶 PAD ，再通过浸泡焦磷酸钠溶液引入焦磷酸根离子 (PPi) ，制备超分子水凝胶 PAD-PPi 。 PPi 通过静电相互作用与 PAD 水凝胶的季铵基团结合，形成超分子交联，导致水凝胶收缩。柔软的水凝胶基质与相对坚硬的光子晶体自组装纳米颗粒之间弹性失配，产生的内应力克服颗粒之间的排斥力将光子晶体挤压成致密结构。待测物 ALP 能够水解 PPi ，破坏超分子交联网络，从而产生渗透压，引起水凝胶溶胀。颗粒之间的排斥力协同渗透压驱动光子晶体的晶格间距显著增大，导致结构色水凝胶的带隙红移，从而提供 ALP 的可视化传感信息。该超分子结构色水凝胶传感器具有高灵敏度，每 1 mU/mL ALP 可以带来 7.3 nm 的带隙位移，检测限为 0.52 mU/mL 。同时，该生物传感器具有较好的抗干扰性，能够实现复杂生物体液 ( 如血清 ) 中的 ALP 检测。该传感器可以与手机联用，通过分析样品照片的颜色自动给出检测结果，促进了其在即时（ point-of-care, POC ）检测方面的应用。