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基于光致发光免疫传感器中TiO?纳米结构与牛白血病病毒蛋白的相互作用机制

DOI：10.1039/c8ra07347c 期刊：RSC Advances 出版年份：2018 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 本研究提出并探讨了半导体TiO?层与牛白血病病毒蛋白gp51的相互作用机制，该机制应用于基于光致发光的免疫传感器设计。将蛋白gp51吸附于玻璃基底（TiO?/玻璃）上形成的纳米结构TiO?薄膜表面后，观察到TiO?/玻璃经gp51修饰（gp51/TiO?/玻璃）时光致发光（PL）峰从517 nm红移至499 nm。当gp51/TiO?/玻璃在含抗gp51溶液中孵育后，形成新结构（抗gp51/gp51/TiO?/玻璃），PL峰又从499 nm蓝移回516 nm。上述PL峰位移归因于吸附的gp51与带负电TiO?表面间静电相互作用变化所引发的自陷激子能级改变。通过对比TiO?/玻璃、gp51/TiO?/玻璃和抗gp51/gp51/TiO?/玻璃的PL光谱差异，确定了影响光致发光中心的电场强度，并预测了这些电场变化的诱发原理。研究揭示了TiO?蛋白修饰后光致发光光谱变化的本质，为理解TiO?与蛋白质的相互作用机制（这一决定生物传感器性能的关键问题）提供了依据。
作者： Alla Tereshchenko，Valentyn Smyntyna，Arunas Ramanavicius
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了突出在生物敏感层形成过程中蛋白质吸附于TiO2表面后，以及生物敏感层与分析物相互作用后，TiO2光致发光光谱变化的原因。

研究成果

该研究阐述了基于光致发光（PL）免疫传感器构建过程中，纳米结构TiO?/玻璃层与牛白血病病毒蛋白gp51相互作用机制的主要方面。观察到的PL位移归因于吸附的gp51与带负电的TiO?/玻璃表面间静电相互作用变化所诱导的表面态（STE）能级改变。该研究揭示了TiO?与蛋白质的相互作用机制，对提升生物传感器性能具有重要指导意义。

研究不足

该研究聚焦于二氧化钛（TiO2）与特定蛋白质（gp51）的相互作用，其发现可能无法直接适用于其他蛋白质或生物传感器设计。该免疫传感器的灵敏度范围为2-8毫克/毫升，这可能限制其对更低浓度分析物的检测应用。

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