液晶液滴及制备方法、生物传感器和检测生物样品的方法技术

本发明专利技术提出了液晶液滴及制备方法、生物传感器和检测生物样品的方法。该方法包括：将液晶分子以及双亲分子混合以便形成混合物；以及将超声波发射源置于所述混合物中，直接超声波乳化处理所述混合物，以便获得所述液晶液滴。由此，可以使液晶分子以及双亲分子发生有效的组装，获得的液晶液滴数量多、均一性好，能够对该液晶液滴所在环境中，能够与双亲分子发生结合的物质进行快速、灵敏、有效的检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，具体地，本专利技术涉及液晶液滴及制备方法、生物传感器和检测样品的方法。
技术介绍
液晶态是一种处于固态晶体和无序液体之间的“软物质态”。液晶分子具有长程有序性和光学各向异性，已被广泛应用于平面显示领域。1998年美国威斯康星大学Abbott研究组首次利用液晶分子构建生物传感器，开辟了液晶应用新领域。液晶生物传感器易于实现微型化和阵列化，具备结构简单、检测简便快速等优点，在生命科学、临床医学和食品安全领域展现了广阔的应用前景。液晶传感器的基本原理是：在检测目标化合物前后，液晶分子由于与目标化合物结合，发生取向变化，从而改变液晶分子对光线的折射能力，应用偏光显微镜检测液晶分子的折射变化可实现对待测物分子的检测。然而，目前制备液晶液滴的方法以及液晶生物传感器仍有待改进。
技术实现思路
本申请是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识作出的：目前利用传统方法制备的带有传感功能的液晶液滴，常常存在以下问题：获得的液晶液滴大小不均匀、数量不充足，导致无法在偏光镜的视野中观察到足够的液晶液滴，进而影响传感检测效果；在环境中存在待测物时，液晶液滴的取向变化不明显，即无法在偏光显微镜下观察到液晶液滴的明显变化，从而影响检测。专利技术人经过大量实验以及深入研究发现，这是由于目前的液晶液滴制备方法无法有效地使液晶分子形成大小均一、数量充足的液滴，并且，在需要利用液晶液滴进行生物传感时，常常利用制备好的液晶液滴与具有传感功能的双亲分子混合，使上述双亲分子与液晶液滴中的液晶分子自组装，形成具有双亲分子的液晶液滴。然而目前的液晶液滴中液晶分子与双亲分子之间不能够形成有效的组装，或是能够形成有效组装的液晶液滴数目不足，进而导致了液晶液滴不能够对其环境中的待测物进行灵敏、快速、有效的检测。本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种制备液晶液滴的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将液晶分子以及双亲分子混合以便形成混合物；以及将超声波发射源置于所述混合物中，直接超声波乳化处理所述混合物，以便获得所述液晶液滴。由此，可以使液晶分子以及双亲分子发生有效的组装，获得的液晶液滴数量多、均一性好，能够对该液晶液滴所在环境中，能够与双亲分子发生结合的物质进行快速、灵敏、有效的检测。根据本专利技术的实施例，所述液晶分子在室温下具有液晶相。由此，该液晶液滴可以在不加热或者冷却处理的环境中完成对待测物的检测，从而便于该液晶液滴的应用。根据本专利技术的实施例，所述双亲分子包括选自生物传感双亲分子、SDS、CTAB以及DTAB的至少之一。上述双亲分子可以有效地与液晶分子发生组装，且组装形成的液晶液滴在环境中存在能够与上述双亲分子发生结合的物质时，可以使该液晶液滴对光线的折射能力发生显著变化，从而有利于利用该方法获得的液晶液滴应用于传感检测领域。根据本专利技术的实施例，所述生物传感双亲分子包括选自DNA单链双亲分子以及磷脂的至少之一。由此，可以利用该液晶液滴进行生物样品的传感检测。根据本专利技术的实施例，所述混合物中，所述液晶分子与所述双亲分子的体积比为(1:3)～(1:8)。由此，可以进一步提高形成的液晶液滴的均一性以及质量。根据本专利技术的实施例，所述超声乳化处理的频率为2KH～20KH。由此，可以进一步提高液晶分子以及双亲分子进行组装的效率以及效果。根据本专利技术的实施例，所述超声乳化处理的时间为15～45s。由此，可以使液晶分子以及DNA单链双亲分子发生有效的组装，从而可以进一步提高获得的液晶液滴的质量。根据本专利技术的实施例，所述超声乳化处理是采用超声波细胞破碎仪实现的。由此，可以简便地使液晶分子以及双亲分子发生有效的组装，获得的液晶液滴数量多、均一性好。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种液晶液滴。该液晶液滴是利用前面所述的方法制备的。由此，该液晶液滴中具有有效组装了的液晶分子以及双亲分子，该液晶液滴的均一性好，可以对能够与双亲分子结合的待测物进行快速、灵敏、有效的检测。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种生物传感器。该生物传感器包括液晶液滴，该液晶液滴是由前面所述的方法制备的。由此，可以对能够与液晶液滴中含有的双亲分子结合的待测物进行快速、灵敏、有效的检测。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种检测样品的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)提供液晶液滴，所述液晶液滴是利用前面所述的方法制备的；(2)在偏光显微镜下观察所述液晶液滴的光学信号；(3)将所述样品与所述液晶液滴混合；以及(4)在偏光显微镜下观察经过所述混合的所述液晶液滴的光学信号，并与未经过所述混合的液晶液滴的像进行比较，以便检测所述样品。由于该方法利用前面描述的方法制备的液晶液滴完成检测，因此可以简便地通过在偏光镜下进行观察，快速、灵敏、有效的完成对待测样品的检测。附图说明图1显示了本专利技术中的液晶液滴对光线折射情况的变化原理示意图；图2显示了根据本专利技术实施例1的液晶液滴的显微镜照片；图3显示了根据本专利技术实施例1的液晶液滴与DNA单链链结合前后的显微镜照片；图4显示了根据本专利技术对比例1的液晶液滴的显微镜照片；图5显示了根据本专利技术对比例2的液晶液滴的显微镜照片；以及图6显示了本专利技术实施例1的液晶液滴与DNA单链链结合的原理示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种制备液晶液滴的方法。该方法制备的液晶液滴具有尺寸均一、获得的液晶液滴数量多，产量大、能够有效使双亲分子与液晶分子进行组装，可以用于传感检测等优点的至少之一。具体地，根据本专利技术的实施例，该方法包括：将液晶分子以及双亲分子混合，将超声波发射源置于上述混合物中，对该混合物进行直接超声波乳化处理，以便获得液晶液滴上述混合物。由此，可以使液晶分子以及双亲分子发生有效的组装，获得的液晶液滴数量多、均一性好，能够对该液晶液滴所在环境中可以与双亲分子发生结合的对待测物进行快速、灵敏、有效的检测，其中，待测物为可以与液晶液滴中的双亲分子发生结合的物质。需要说明的是，在该方法中，选用的液晶分子以及双亲分子的具体类型不受特别限制，只要二者能够在上述条件下有效自组装并形成液晶液滴即可。例如，根据本专利技术的实施例，液晶分子可以为在室温下具有液晶相的液晶分子。由此，含有上述液晶分子的液晶液滴对光线的折射情况在常温下即可随环境中表面活性剂(双亲分子以及能够与双亲分子特异性结合的物质)含量的改变而改变，从而该液晶液滴可以在不加热或者冷却处理的环境中完成对待测物的检测，便于该液晶液滴的应用。需要说明的是，在本专利技术中，术语“室温”、“常温”特指不需要额外进行加热或者冷却处理的环境温度，而其具体温度范围不受特别限制。例如，“室温”、“常温”至通常情况下进行制备以及待测物检测等操作时的环境温度，具体地，可以为10～30摄氏度。为了方便理解，下面首先对液晶液滴在环境中存在足量的表面活性剂(双亲分子及能够与其进行结合的待测物)时能够发生的对光线的折射能力的变化情况进行说明。具体地，参考图1，当液晶液滴所在的环境中不存在足量的表面活性剂时，在显微镜的白光视野(参考图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备液晶液滴的方法，其特征在于，包括：将液晶分子以及双亲分子混合以便形成混合物；以及将超声波发射源置于所述混合物中，直接超声波乳化处理所述混合物，以便获得所述液晶液滴。

【技术特征摘要】
1.一种制备液晶液滴的方法，其特征在于，包括：将液晶分子以及双亲分子混合以便形成混合物；以及将超声波发射源置于所述混合物中，直接超声波乳化处理所述混合物，以便获得所述液晶液滴。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液晶分子在室温下具有液晶相。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双亲分子包括生物传感双亲分子、SDS、CTAB以及DTAB的至少之一。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物传感双亲分子包括选自DNA单链双亲分子以及磷脂的至少之一。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合物中，所述液晶分子与所述双亲分子的体积比为(1:3)～(1:8)。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声乳化处理的频率为2KH～20KH。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠强，刘冬生，梁晓，田艺，董原辰，张懿暘，周京生，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11