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一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法

文檔序號(hào):10551531閱讀:431來(lái)源:國(guó)知局
一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法,該方法是將裸金電極置于含巰基十一酸和巰基丙酸的混合溶液中進(jìn)行混合自組裝,在裸金電極表面修飾混合自組裝膜;所述混合自組裝膜通過(guò)循環(huán)伏安法脫附巰基丙酸形成微孔自組裝膜;將囊泡鋪展在所述微孔自組裝膜上后,采用巰基十一酸封閉,即在裸金電極表面構(gòu)建成磷脂雙分子層模型膜;將表面構(gòu)建磷脂雙分子層模型膜的裸金電極置于含目標(biāo)檢測(cè)物的待測(cè)溶液中,通過(guò)電化學(xué)方法檢測(cè)目標(biāo)檢測(cè)物對(duì)生物膜性能的影響。該方法操作簡(jiǎn)單、響應(yīng)靈敏,在一般實(shí)驗(yàn)室條件下即可實(shí)現(xiàn),易于推廣應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法,特別涉及一種通過(guò)構(gòu)建磷脂雙分子層模型膜,以β淀粉樣蛋白溶液為待測(cè)液,通過(guò)電化學(xué)方法檢測(cè)蛋白對(duì)生物膜性能的影響的方法,屬于生物膜檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]生物膜包括細(xì)胞外周膜和內(nèi)膜系統(tǒng),生物膜有多種功能,與生命科學(xué)中的許多基本問(wèn)題密切相關(guān),如神經(jīng)傳導(dǎo)、細(xì)胞免疫、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞分化和增殖等。如果細(xì)胞膜在生命的活動(dòng)中出現(xiàn)異常,就會(huì)產(chǎn)生疾病,如癌癥、神經(jīng)退行性疾病(阿茨海默病、拍金森病)等。因此,尋找一種簡(jiǎn)單靈敏的方法研究膜的性能有重大意義。
[0003]目前研究膜性能的技術(shù)有膜片鉗技術(shù)等,傳統(tǒng)的膜片鉗技術(shù)雖然分辨率高,但是對(duì)技術(shù)要求高,耗時(shí)耗力;全自動(dòng)的膜片鉗技術(shù)雖然實(shí)驗(yàn)操作實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化,對(duì)操作者要求低,但其成功率低,且儀器價(jià)格昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本發(fā)明的目的是在于提供一種操作簡(jiǎn)單、靈敏度高的電化學(xué)檢測(cè)膜性能的方法;該方法在一般實(shí)驗(yàn)室條件下容易實(shí)現(xiàn),應(yīng)用范圍廣,克服了傳統(tǒng)膜片鉗技術(shù)操作技術(shù)要求高,耗時(shí)耗力,成本高等缺陷。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法,該方法是將裸金電極置于含巰基十一酸和巰基丙酸的混合溶液中進(jìn)行混合自組裝,在裸金電極表面修飾混合自組裝膜;所述混合自組裝膜通過(guò)循環(huán)伏安法脫附巰基丙酸形成微孔自組裝膜;將囊泡鋪展在所述微孔自組裝膜上后,采用巰基十一酸封閉,即在裸金電極表面構(gòu)建成磷脂雙分子層模型膜;將表面構(gòu)建磷脂雙分子層模型膜的裸金電極置于含目標(biāo)檢測(cè)物的待測(cè)溶液中,通過(guò)電化學(xué)方法檢測(cè)目標(biāo)檢測(cè)物對(duì)生物膜性能的影響。
[0006]優(yōu)選的方案,將表面構(gòu)建磷脂雙分子層模型膜的裸金電極分別置于一系列不同濃度的所述待測(cè)溶液中,通過(guò)檢測(cè)各種待測(cè)溶液中磷脂雙分子層模型膜的阻抗隨時(shí)間的變化關(guān)系來(lái)表征蛋白與磷脂雙分子層模型膜之間的相互作用。
[0007]較優(yōu)選的方案,待測(cè)溶液為濃度在I?ΙΟμΜ之間的蛋白溶液。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的方案,待測(cè)溶液包括濃度分別為ΙμΜ、5μΜ和IΟμΜ的蛋白溶液;所述的蛋白溶液為β淀粉樣蛋白溶液。
[0009]優(yōu)選的方案,含巰基十一酸和巰基丙酸的混合溶液由濃度為4±ImM巰基十一酸和濃度為4±ImM的巰基丙酸按體積比(4±I):1組成。
[0010]優(yōu)選的方案,自組裝是在25土 2°C溫度條件下,反應(yīng)16 ± Ih。
[0011]優(yōu)選的方案,表面修飾有混合自組裝膜的裸金電極置于0.5±0.1M的NaOH溶液中,在掃描電壓為-0.1V?-0.9V、掃描速率為50 ± 5mV/S的條件下,使所述混合自組裝膜中巰基丙酸脫附,形成微孔自組裝膜。
[0012]優(yōu)選的方案,封閉通過(guò)濃度為4土 ImM的巰基十一酸溶液實(shí)現(xiàn),封閉時(shí)間為2 ± Ih。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案首先在裸金電極表面構(gòu)建致密、有序的磷脂雙分子層模型膜,再以不同濃度的蛋白溶液為檢測(cè)液(以β淀粉樣蛋白溶液為例),通過(guò)電化學(xué)法進(jìn)行檢測(cè)。大量研究表明:磷脂雙分子層模型膜在不同濃度的Αβ溶液隨時(shí)間變化表現(xiàn)出截然不同的電化學(xué)性質(zhì)變化。當(dāng)β淀粉樣蛋白濃度較低(< ΙμΜ)時(shí),其在磷脂膜表面發(fā)生聚集形成寡聚體,導(dǎo)致膜阻抗值增大;其后寡聚體通過(guò)與膜融合形成跨膜孔洞,破壞了膜的致密性,從而導(dǎo)致阻抗值降低。而當(dāng)β淀粉樣蛋白濃度較高(>5μΜ)時(shí),由于β淀粉樣蛋白主要在溶液相發(fā)生自聚集,對(duì)膜的影響較小,因此膜的阻抗值變化較小。綜上研究結(jié)果證明該檢測(cè)方法可靈敏的實(shí)時(shí)檢測(cè)蛋白對(duì)膜性能的檢測(cè)。
[0014]相對(duì)現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果:
[0015]I)本發(fā)明的技術(shù)方案中磷脂雙分子層模型膜易于構(gòu)建,構(gòu)建方法簡(jiǎn)單、成本低。
[0016]2)本發(fā)明的技術(shù)方案通過(guò)電化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)膜性能的檢測(cè),響應(yīng)靈敏度高。
[0017]3)本發(fā)明的技術(shù)方案在一般實(shí)驗(yàn)室條件下容易實(shí)現(xiàn),檢測(cè)方法應(yīng)用范圍廣。
【附圖說(shuō)明】
[0018]【圖1】為磷脂膜覆蓋的自組裝膜的制備過(guò)程示意圖;
[0019]【圖2】為交流阻抗法表征自組裝膜電學(xué)性質(zhì);
[0020]【圖3】為不同濃度淀粉樣蛋白溶液中的膜電學(xué)性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下實(shí)施例旨在進(jìn)一步說(shuō)明本
【發(fā)明內(nèi)容】
,而不是限制本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0022]實(shí)施例1
[0023](I)微孔自組裝膜的制備方法,步驟如下:
[0024]將處理好的裸金電極浸入巰基十一酸與巰基丙酸比例為4:1的混合溶液中,在25°C條件下混合自組裝16h,再在0.5M的NaOH溶液中,在-0.1V?-0.9V條件下將巰基丙酸脫附,形成微孔自組裝膜。
[0025](2)囊泡的制備方法,步驟如下:
[0026]稱取2mg的D0PC,溶解在ImL的氯仿溶液中,形成2mg/mL的DOPC溶液,取1yL溶液均勻的鋪在ITO玻璃上,真空干燥2h,在4V、1Hz的交流電場(chǎng)條件下,作用2h,形成直徑約為7μπι
的囊泡。
[0027](3)簡(jiǎn)單靈敏的膜制備方法,步驟如下:
[0028]在形成的微孔自組裝膜上,將制備好的囊泡鋪展,形成磷脂雙分子層膜,再用巰基十一酸封閉2h,即得到致密的、有序的磷脂雙分子層膜。
[0029](4)簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法的表征,步驟如下:
[0030](I)將表面組裝了混合自組裝膜的裸金電極置于5mM的鐵氰化鉀和亞鐵氰化鉀的比例為1:1的混合液中,其中氯化鉀的濃度為0.1M,阻抗值增大,循環(huán)伏安圖電流減小,表明裸金電極上混合自組裝膜致密完好;
[0031](2)表面修飾有混合自組裝膜的裸金電極置于0.5M的NaOH溶液中,在掃描電壓為-0.1V?-0.9V、掃描速率為50mV/S的條件下,使所述混合自組裝膜中巰基丙酸脫附,形成微孔自組裝膜,此時(shí),再將電極置于5mM的鐵氰化鉀和亞鐵氰化鉀的比例為1:1的混合液中,其中氯化鉀的濃度為0.1M,阻抗值減小,循環(huán)伏安圖電流增大,表明巰基丙酸脫附,形成微孔自組裝膜;
[0032](3)將制備好的囊泡鋪展在微孔自組裝膜上,2h后,將電極置于5mM的鐵氰化鉀和亞鐵氰化鉀的比例為1:1的混合液中,其中氯化鉀的濃度為0.1M,阻抗值增大,循環(huán)伏安圖電流減小,表明形成磷脂膜覆蓋在微孔自組裝膜上;
[0033](4)將(3)中所述的磷脂膜覆蓋的電極置于4mM的巰基十一酸中封閉2h,再將電極置于5mM的鐵氰化鉀和亞鐵氰化鉀的比例為1:1的混合液中,其中氯化鉀的濃度為0.1M,阻抗值增大,大于(3)中所述阻值,循環(huán)伏安圖電流減小,小于(3)中所述電流值,表明構(gòu)建成致密有序的磷脂模型膜;
[0034](5)將表面構(gòu)建磷脂雙分子層模型膜的裸金電極置于一系列不同濃度(1μΜ、5μΜ和ΙΟμΜ)的蛋白溶液中,通過(guò)檢測(cè)在各種蛋白溶液中磷脂雙分子層模型膜的阻抗隨時(shí)間的變化關(guān)系來(lái)表征蛋白與生物膜之間的相互作用。
[0035]從圖2可以看出混合自組裝膜具有高阻抗值,說(shuō)明其結(jié)構(gòu)致密、性質(zhì)穩(wěn)定;當(dāng)短鏈巰基丙酸脫附后,由于表面形成微孔結(jié)構(gòu),膜阻抗值顯著降低;當(dāng)其上覆蓋磷脂膜后,部分微孔被覆蓋,膜阻抗值增大;進(jìn)一步用巰基十一酸將剩余的微孔封閉后,膜阻抗值增至最大。
[0036]從圖3可以看出磷脂膜覆蓋的自組裝膜在不同濃度Αβ溶液隨時(shí)間變化表現(xiàn)出截然不同電學(xué)性質(zhì)改變。當(dāng)Αβ濃度較低(<1μΜ)時(shí),其在磷脂膜表面發(fā)生聚集形成寡聚體,導(dǎo)致膜阻抗值增大;其后寡聚體通過(guò)與膜融合形成跨膜孔洞,破壞了膜的致密性,從而導(dǎo)致阻抗值降低。而當(dāng)Αβ濃度較高(>5μΜ)時(shí),由于Αβ主要在溶液相發(fā)生自聚集,對(duì)膜的影響較小,因此膜的阻抗值變化較小。這一結(jié)果證明該檢測(cè)方法可靈敏的實(shí)時(shí)檢測(cè)蛋白對(duì)膜性能的影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法,其特征在于:將裸金電極置于含巰基十一酸和巰基丙酸的混合溶液中進(jìn)行混合自組裝,在裸金電極表面修飾混合自組裝膜;所述混合自組裝膜通過(guò)循環(huán)伏安法脫附巰基丙酸形成微孔自組裝膜;將囊泡鋪展在所述微孔自組裝膜上后,采用巰基十一酸封閉,即在裸金電極表面構(gòu)建成磷脂雙分子層模型膜;將表面構(gòu)建磷脂雙分子層模型膜的裸金電極置于含目標(biāo)檢測(cè)物的待測(cè)溶液中,通過(guò)電化學(xué)方法檢測(cè)目標(biāo)檢測(cè)物對(duì)生物膜性能的影響。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法,其特征在于:將表面構(gòu)建磷脂雙分子層模型膜的裸金電極分別置于一系列不同濃度的所述待測(cè)溶液中,通過(guò)檢測(cè)各種待測(cè)溶液中磷脂雙分子層模型膜的阻抗隨時(shí)間的變化關(guān)系來(lái)表征蛋白與磷脂雙分子層模型膜之間的相互作用。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法,其特征在于:所述的待測(cè)溶液為濃度在I?I ΟμΜ之間蛋白溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種簡(jiǎn)單靈敏的膜性能檢測(cè)方法,其特征在于:所述的待測(cè)溶液包括濃度分別為ΙμΜ、5μΜ和I ΟμΜ的蛋白溶液;所述的蛋白溶液為β淀粉樣蛋白溶液。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷脂雙分子層模型膜的構(gòu)建方法,其特征在于:含巰基十一酸和巰基丙酸的混合溶液由濃度為4± ImM的巰基十一酸和濃度為4± ImM的巰基丙酸按體積比(4±1):1組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷脂雙分子層模型膜的構(gòu)建方法,其特征在于:所述的自組裝是在25±2°C溫度條件下,反應(yīng)16±lh。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷脂雙分子層模型膜的構(gòu)建方法,其特征在于:表面修飾有混合自組裝膜的裸金電極置于0.5±0.1M的NaOH溶液中,在掃描電壓為_(kāi)0.1V?-0.9V、掃描速率為50 土 5mV/S的條件下,使所述混合自組裝膜中巰基丙酸脫附,形成微孔自組裝膜。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷脂雙分子層模型膜的構(gòu)建方法,其特征在于:所述的封閉通過(guò)濃度為4 土 ImM的巰基十一酸溶液實(shí)現(xiàn),封閉時(shí)間為2 ± Ih。
【文檔編號(hào)】G01N27/02GK105911101SQ201610217011
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】向娟, 翟青玉
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)
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